mm: slub: make object_map_lock a raw_spinlock_t
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / slub.c
index f77d8cd..76e56ce 100644 (file)
--- a/mm/slub.c
+++ b/mm/slub.c
@@ -452,7 +452,19 @@ static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
 
 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
 static unsigned long object_map[BITS_TO_LONGS(MAX_OBJS_PER_PAGE)];
-static DEFINE_SPINLOCK(object_map_lock);
+static DEFINE_RAW_SPINLOCK(object_map_lock);
+
+static void __fill_map(unsigned long *obj_map, struct kmem_cache *s,
+                      struct page *page)
+{
+       void *addr = page_address(page);
+       void *p;
+
+       bitmap_zero(obj_map, page->objects);
+
+       for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
+               set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map);
+}
 
 #if IS_ENABLED(CONFIG_KUNIT)
 static bool slab_add_kunit_errors(void)
@@ -483,17 +495,11 @@ static inline bool slab_add_kunit_errors(void) { return false; }
 static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
        __acquires(&object_map_lock)
 {
-       void *p;
-       void *addr = page_address(page);
-
        VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
 
-       spin_lock(&object_map_lock);
-
-       bitmap_zero(object_map, page->objects);
+       raw_spin_lock(&object_map_lock);
 
-       for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
-               set_bit(__obj_to_index(s, addr, p), object_map);
+       __fill_map(object_map, s, page);
 
        return object_map;
 }
@@ -501,7 +507,7 @@ static unsigned long *get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page)
 static void put_map(unsigned long *map) __releases(&object_map_lock)
 {
        VM_BUG_ON(map != object_map);
-       spin_unlock(&object_map_lock);
+       raw_spin_unlock(&object_map_lock);
 }
 
 static inline unsigned int size_from_object(struct kmem_cache *s)
@@ -1003,8 +1009,6 @@ static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
 {
        int maxobj;
 
-       VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
-
        if (!PageSlab(page)) {
                slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
                return 0;
@@ -1585,20 +1589,8 @@ static __always_inline bool slab_free_hook(struct kmem_cache *s,
 {
        kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
 
-       /*
-        * Trouble is that we may no longer disable interrupts in the fast path
-        * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
-        * disabled we need to disable interrupts temporarily.
-        */
-#ifdef CONFIG_LOCKDEP
-       {
-               unsigned long flags;
+       debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
 
-               local_irq_save(flags);
-               debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
-               local_irq_restore(flags);
-       }
-#endif
        if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
                debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
 
@@ -1815,9 +1807,6 @@ static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
 
        flags &= gfp_allowed_mask;
 
-       if (gfpflags_allow_blocking(flags))
-               local_irq_enable();
-
        flags |= s->allocflags;
 
        /*
@@ -1876,8 +1865,6 @@ static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
        page->frozen = 1;
 
 out:
-       if (gfpflags_allow_blocking(flags))
-               local_irq_disable();
        if (!page)
                return NULL;
 
@@ -1891,6 +1878,8 @@ static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
        if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK))
                flags = kmalloc_fix_flags(flags);
 
+       WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
+
        return allocate_slab(s,
                flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
 }
@@ -2021,11 +2010,12 @@ static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
  */
 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
-                               struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
+                             struct page **ret_page, gfp_t gfpflags)
 {
        struct page *page, *page2;
        void *object = NULL;
        unsigned int available = 0;
+       unsigned long flags;
        int objects;
 
        /*
@@ -2037,11 +2027,11 @@ static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
        if (!n || !n->nr_partial)
                return NULL;
 
-       spin_lock(&n->list_lock);
+       spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
        list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, slab_list) {
                void *t;
 
-               if (!pfmemalloc_match(page, flags))
+               if (!pfmemalloc_match(page, gfpflags))
                        continue;
 
                t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL, &objects);
@@ -2050,7 +2040,7 @@ static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
 
                available += objects;
                if (!object) {
-                       c->page = page;
+                       *ret_page = page;
                        stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
                        object = t;
                } else {
@@ -2062,7 +2052,7 @@ static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
                        break;
 
        }
-       spin_unlock(&n->list_lock);
+       spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
        return object;
 }
 
@@ -2070,7 +2060,7 @@ static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
  */
 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
-               struct kmem_cache_cpu *c)
+                            struct page **ret_page)
 {
 #ifdef CONFIG_NUMA
        struct zonelist *zonelist;
@@ -2112,7 +2102,7 @@ static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
 
                        if (n && cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
                                        n->nr_partial > s->min_partial) {
-                               object = get_partial_node(s, n, c, flags);
+                               object = get_partial_node(s, n, ret_page, flags);
                                if (object) {
                                        /*
                                         * Don't check read_mems_allowed_retry()
@@ -2134,7 +2124,7 @@ static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
  * Get a partial page, lock it and return it.
  */
 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
-               struct kmem_cache_cpu *c)
+                        struct page **ret_page)
 {
        void *object;
        int searchnode = node;
@@ -2142,11 +2132,11 @@ static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
        if (node == NUMA_NO_NODE)
                searchnode = numa_mem_id();
 
-       object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
+       object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), ret_page, flags);
        if (object || node != NUMA_NO_NODE)
                return object;
 
-       return get_any_partial(s, flags, c);
+       return get_any_partial(s, flags, ret_page);
 }
 
 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
@@ -2219,10 +2209,13 @@ static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
 }
 
 /*
- * Remove the cpu slab
+ * Finishes removing the cpu slab. Merges cpu's freelist with page's freelist,
+ * unfreezes the slabs and puts it on the proper list.
+ * Assumes the slab has been already safely taken away from kmem_cache_cpu
+ * by the caller.
  */
 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
-                               void *freelist, struct kmem_cache_cpu *c)
+                           void *freelist)
 {
        enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
        struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
@@ -2230,6 +2223,7 @@ static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
        enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
        void *nextfree, *freelist_iter, *freelist_tail;
        int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
+       unsigned long flags = 0;
        struct page new;
        struct page old;
 
@@ -2305,7 +2299,7 @@ redo:
                         * that acquire_slab() will see a slab page that
                         * is frozen
                         */
-                       spin_lock(&n->list_lock);
+                       spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
                }
        } else {
                m = M_FULL;
@@ -2316,7 +2310,7 @@ redo:
                         * slabs from diagnostic functions will not see
                         * any frozen slabs.
                         */
-                       spin_lock(&n->list_lock);
+                       spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
                }
        }
 
@@ -2333,14 +2327,14 @@ redo:
        }
 
        l = m;
-       if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
+       if (!cmpxchg_double_slab(s, page,
                                old.freelist, old.counters,
                                new.freelist, new.counters,
                                "unfreezing slab"))
                goto redo;
 
        if (lock)
-               spin_unlock(&n->list_lock);
+               spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
 
        if (m == M_PARTIAL)
                stat(s, tail);
@@ -2351,38 +2345,29 @@ redo:
                discard_slab(s, page);
                stat(s, FREE_SLAB);
        }
-
-       c->page = NULL;
-       c->freelist = NULL;
 }
 
-/*
- * Unfreeze all the cpu partial slabs.
- *
- * This function must be called with interrupts disabled
- * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
- * to guarantee no concurrent accesses).
- */
-static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
-               struct kmem_cache_cpu *c)
-{
 #ifdef CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL
+static void __unfreeze_partials(struct kmem_cache *s, struct page *partial_page)
+{
        struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
        struct page *page, *discard_page = NULL;
+       unsigned long flags = 0;
 
-       while ((page = slub_percpu_partial(c))) {
+       while (partial_page) {
                struct page new;
                struct page old;
 
-               slub_set_percpu_partial(c, page);
+               page = partial_page;
+               partial_page = page->next;
 
                n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
                if (n != n2) {
                        if (n)
-                               spin_unlock(&n->list_lock);
+                               spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
 
                        n = n2;
-                       spin_lock(&n->list_lock);
+                       spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
                }
 
                do {
@@ -2411,7 +2396,7 @@ static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
        }
 
        if (n)
-               spin_unlock(&n->list_lock);
+               spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
 
        while (discard_page) {
                page = discard_page;
@@ -2421,9 +2406,45 @@ static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
                discard_slab(s, page);
                stat(s, FREE_SLAB);
        }
-#endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
 }
 
+/*
+ * Unfreeze all the cpu partial slabs.
+ */
+static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
+{
+       struct page *partial_page;
+       unsigned long flags;
+
+       local_irq_save(flags);
+       partial_page = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
+       this_cpu_write(s->cpu_slab->partial, NULL);
+       local_irq_restore(flags);
+
+       if (partial_page)
+               __unfreeze_partials(s, partial_page);
+}
+
+static void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
+                                 struct kmem_cache_cpu *c)
+{
+       struct page *partial_page;
+
+       partial_page = slub_percpu_partial(c);
+       c->partial = NULL;
+
+       if (partial_page)
+               __unfreeze_partials(s, partial_page);
+}
+
+#else  /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
+
+static inline void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s) { }
+static inline void unfreeze_partials_cpu(struct kmem_cache *s,
+                                 struct kmem_cache_cpu *c) { }
+
+#endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
+
 /*
  * Put a page that was just frozen (in __slab_free|get_partial_node) into a
  * partial page slot if available.
@@ -2448,14 +2469,11 @@ static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
                        pobjects = oldpage->pobjects;
                        pages = oldpage->pages;
                        if (drain && pobjects > slub_cpu_partial(s)) {
-                               unsigned long flags;
                                /*
                                 * partial array is full. Move the existing
                                 * set to the per node partial list.
                                 */
-                               local_irq_save(flags);
-                               unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
-                               local_irq_restore(flags);
+                               unfreeze_partials(s);
                                oldpage = NULL;
                                pobjects = 0;
                                pages = 0;
@@ -2472,58 +2490,124 @@ static void put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
 
        } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page)
                                                                != oldpage);
-       if (unlikely(!slub_cpu_partial(s))) {
-               unsigned long flags;
-
-               local_irq_save(flags);
-               unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
-               local_irq_restore(flags);
-       }
        preempt_enable();
 #endif /* CONFIG_SLUB_CPU_PARTIAL */
 }
 
 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
 {
-       stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
-       deactivate_slab(s, c->page, c->freelist, c);
+       unsigned long flags;
+       struct page *page;
+       void *freelist;
+
+       local_irq_save(flags);
+
+       page = c->page;
+       freelist = c->freelist;
+
+       c->page = NULL;
+       c->freelist = NULL;
+       c->tid = next_tid(c->tid);
+
+       local_irq_restore(flags);
+
+       if (page) {
+               deactivate_slab(s, page, freelist);
+               stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
+       }
+}
+
+static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
+{
+       struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
+       void *freelist = c->freelist;
+       struct page *page = c->page;
 
+       c->page = NULL;
+       c->freelist = NULL;
        c->tid = next_tid(c->tid);
+
+       if (page) {
+               deactivate_slab(s, page, freelist);
+               stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
+       }
+
+       unfreeze_partials_cpu(s, c);
 }
 
+struct slub_flush_work {
+       struct work_struct work;
+       struct kmem_cache *s;
+       bool skip;
+};
+
 /*
  * Flush cpu slab.
  *
- * Called from IPI handler with interrupts disabled.
+ * Called from CPU work handler with migration disabled.
  */
-static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
+static void flush_cpu_slab(struct work_struct *w)
 {
-       struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
+       struct kmem_cache *s;
+       struct kmem_cache_cpu *c;
+       struct slub_flush_work *sfw;
+
+       sfw = container_of(w, struct slub_flush_work, work);
+
+       s = sfw->s;
+       c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
 
        if (c->page)
                flush_slab(s, c);
 
-       unfreeze_partials(s, c);
+       unfreeze_partials(s);
 }
 
-static void flush_cpu_slab(void *d)
+static bool has_cpu_slab(int cpu, struct kmem_cache *s)
 {
-       struct kmem_cache *s = d;
+       struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
 
-       __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
+       return c->page || slub_percpu_partial(c);
 }
 
-static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
+static DEFINE_MUTEX(flush_lock);
+static DEFINE_PER_CPU(struct slub_flush_work, slub_flush);
+
+static void flush_all_cpus_locked(struct kmem_cache *s)
 {
-       struct kmem_cache *s = info;
-       struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
+       struct slub_flush_work *sfw;
+       unsigned int cpu;
 
-       return c->page || slub_percpu_partial(c);
+       lockdep_assert_cpus_held();
+       mutex_lock(&flush_lock);
+
+       for_each_online_cpu(cpu) {
+               sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
+               if (!has_cpu_slab(cpu, s)) {
+                       sfw->skip = true;
+                       continue;
+               }
+               INIT_WORK(&sfw->work, flush_cpu_slab);
+               sfw->skip = false;
+               sfw->s = s;
+               schedule_work_on(cpu, &sfw->work);
+       }
+
+       for_each_online_cpu(cpu) {
+               sfw = &per_cpu(slub_flush, cpu);
+               if (sfw->skip)
+                       continue;
+               flush_work(&sfw->work);
+       }
+
+       mutex_unlock(&flush_lock);
 }
 
 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
 {
-       on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1);
+       cpus_read_lock();
+       flush_all_cpus_locked(s);
+       cpus_read_unlock();
 }
 
 /*
@@ -2533,14 +2617,10 @@ static void flush_all(struct kmem_cache *s)
 static int slub_cpu_dead(unsigned int cpu)
 {
        struct kmem_cache *s;
-       unsigned long flags;
 
        mutex_lock(&slab_mutex);
-       list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
-               local_irq_save(flags);
+       list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
                __flush_cpu_slab(s, cpu);
-               local_irq_restore(flags);
-       }
        mutex_unlock(&slab_mutex);
        return 0;
 }
@@ -2623,44 +2703,22 @@ slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
 #endif
 }
 
-static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
-                       int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
+static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
 {
-       void *freelist;
-       struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
-       struct page *page;
-
-       WARN_ON_ONCE(s->ctor && (flags & __GFP_ZERO));
-
-       freelist = get_partial(s, flags, node, c);
-
-       if (freelist)
-               return freelist;
-
-       page = new_slab(s, flags, node);
-       if (page) {
-               c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
-               if (c->page)
-                       flush_slab(s, c);
-
-               /*
-                * No other reference to the page yet so we can
-                * muck around with it freely without cmpxchg
-                */
-               freelist = page->freelist;
-               page->freelist = NULL;
-
-               stat(s, ALLOC_SLAB);
-               c->page = page;
-               *pc = c;
-       }
+       if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
+               return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
 
-       return freelist;
+       return true;
 }
 
-static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
+/*
+ * A variant of pfmemalloc_match() that tests page flags without asserting
+ * PageSlab. Intended for opportunistic checks before taking a lock and
+ * rechecking that nobody else freed the page under us.
+ */
+static inline bool pfmemalloc_match_unsafe(struct page *page, gfp_t gfpflags)
 {
-       if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
+       if (unlikely(__PageSlabPfmemalloc(page)))
                return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
 
        return true;
@@ -2716,7 +2774,7 @@ static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
  *
- * Version of __slab_alloc to use when we know that interrupts are
+ * Version of __slab_alloc to use when we know that preemption is
  * already disabled (which is the case for bulk allocation).
  */
 static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
@@ -2724,10 +2782,13 @@ static void *___slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
 {
        void *freelist;
        struct page *page;
+       unsigned long flags;
 
        stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
 
-       page = c->page;
+reread_page:
+
+       page = READ_ONCE(c->page);
        if (!page) {
                /*
                 * if the node is not online or has no normal memory, just
@@ -2750,8 +2811,7 @@ redo:
                        goto redo;
                } else {
                        stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
-                       deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
-                       goto new_slab;
+                       goto deactivate_slab;
                }
        }
 
@@ -2760,12 +2820,15 @@ redo:
         * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
         * information when the page leaves the per-cpu allocator
         */
-       if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
-               deactivate_slab(s, page, c->freelist, c);
-               goto new_slab;
-       }
+       if (unlikely(!pfmemalloc_match_unsafe(page, gfpflags)))
+               goto deactivate_slab;
 
-       /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
+       /* must check again c->page in case IRQ handler changed it */
+       local_irq_save(flags);
+       if (unlikely(page != c->page)) {
+               local_irq_restore(flags);
+               goto reread_page;
+       }
        freelist = c->freelist;
        if (freelist)
                goto load_freelist;
@@ -2774,6 +2837,7 @@ redo:
 
        if (!freelist) {
                c->page = NULL;
+               local_irq_restore(flags);
                stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
                goto new_slab;
        }
@@ -2781,6 +2845,9 @@ redo:
        stat(s, ALLOC_REFILL);
 
 load_freelist:
+
+       lockdep_assert_irqs_disabled();
+
        /*
         * freelist is pointing to the list of objects to be used.
         * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
@@ -2789,59 +2856,140 @@ load_freelist:
        VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
        c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
        c->tid = next_tid(c->tid);
+       local_irq_restore(flags);
        return freelist;
 
+deactivate_slab:
+
+       local_irq_save(flags);
+       if (page != c->page) {
+               local_irq_restore(flags);
+               goto reread_page;
+       }
+       freelist = c->freelist;
+       c->page = NULL;
+       c->freelist = NULL;
+       local_irq_restore(flags);
+       deactivate_slab(s, page, freelist);
+
 new_slab:
 
        if (slub_percpu_partial(c)) {
+               local_irq_save(flags);
+               if (unlikely(c->page)) {
+                       local_irq_restore(flags);
+                       goto reread_page;
+               }
+               if (unlikely(!slub_percpu_partial(c))) {
+                       local_irq_restore(flags);
+                       goto new_objects; /* stolen by an IRQ handler */
+               }
+
                page = c->page = slub_percpu_partial(c);
                slub_set_percpu_partial(c, page);
+               local_irq_restore(flags);
                stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
                goto redo;
        }
 
-       freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
+new_objects:
+
+       freelist = get_partial(s, gfpflags, node, &page);
+       if (freelist)
+               goto check_new_page;
+
+       put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
+       page = new_slab(s, gfpflags, node);
+       c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
 
-       if (unlikely(!freelist)) {
+       if (unlikely(!page)) {
                slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
                return NULL;
        }
 
-       page = c->page;
-       if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
-               goto load_freelist;
+       /*
+        * No other reference to the page yet so we can
+        * muck around with it freely without cmpxchg
+        */
+       freelist = page->freelist;
+       page->freelist = NULL;
 
-       /* Only entered in the debug case */
-       if (kmem_cache_debug(s) &&
-                       !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
-               goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
+       stat(s, ALLOC_SLAB);
+
+check_new_page:
+
+       if (kmem_cache_debug(s)) {
+               if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr)) {
+                       /* Slab failed checks. Next slab needed */
+                       goto new_slab;
+               } else {
+                       /*
+                        * For debug case, we don't load freelist so that all
+                        * allocations go through alloc_debug_processing()
+                        */
+                       goto return_single;
+               }
+       }
+
+       if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
+               /*
+                * For !pfmemalloc_match() case we don't load freelist so that
+                * we don't make further mismatched allocations easier.
+                */
+               goto return_single;
+
+retry_load_page:
+
+       local_irq_save(flags);
+       if (unlikely(c->page)) {
+               void *flush_freelist = c->freelist;
+               struct page *flush_page = c->page;
+
+               c->page = NULL;
+               c->freelist = NULL;
+               c->tid = next_tid(c->tid);
+
+               local_irq_restore(flags);
+
+               deactivate_slab(s, flush_page, flush_freelist);
+
+               stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
+
+               goto retry_load_page;
+       }
+       c->page = page;
+
+       goto load_freelist;
 
-       deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist), c);
+return_single:
+
+       deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
        return freelist;
 }
 
 /*
- * Another one that disabled interrupt and compensates for possible
- * cpu changes by refetching the per cpu area pointer.
+ * A wrapper for ___slab_alloc() for contexts where preemption is not yet
+ * disabled. Compensates for possible cpu changes by refetching the per cpu area
+ * pointer.
  */
 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
                          unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
 {
        void *p;
-       unsigned long flags;
 
-       local_irq_save(flags);
-#ifdef CONFIG_PREEMPTION
+#ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
        /*
         * We may have been preempted and rescheduled on a different
-        * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
+        * cpu before disabling preemption. Need to reload cpu area
         * pointer.
         */
-       c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
+       c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
 #endif
 
        p = ___slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
-       local_irq_restore(flags);
+#ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
+       put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
+#endif
        return p;
 }
 
@@ -2892,15 +3040,14 @@ redo:
         * reading from one cpu area. That does not matter as long
         * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
         *
-        * We should guarantee that tid and kmem_cache are retrieved on
-        * the same cpu. It could be different if CONFIG_PREEMPTION so we need
-        * to check if it is matched or not.
+        * We must guarantee that tid and kmem_cache_cpu are retrieved on the
+        * same cpu. We read first the kmem_cache_cpu pointer and use it to read
+        * the tid. If we are preempted and switched to another cpu between the
+        * two reads, it's OK as the two are still associated with the same cpu
+        * and cmpxchg later will validate the cpu.
         */
-       do {
-               tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
-               c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
-       } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
-                unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
+       c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
+       tid = READ_ONCE(c->tid);
 
        /*
         * Irqless object alloc/free algorithm used here depends on sequence
@@ -3174,11 +3321,8 @@ redo:
         * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
         * during the cmpxchg then the free will succeed.
         */
-       do {
-               tid = this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
-               c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
-       } while (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPTION) &&
-                unlikely(tid != READ_ONCE(c->tid)));
+       c = raw_cpu_ptr(s->cpu_slab);
+       tid = READ_ONCE(c->tid);
 
        /* Same with comment on barrier() in slab_alloc_node() */
        barrier();
@@ -3373,8 +3517,8 @@ int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
         * IRQs, which protects against PREEMPT and interrupts
         * handlers invoking normal fastpath.
         */
+       c = get_cpu_ptr(s->cpu_slab);
        local_irq_disable();
-       c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
 
        for (i = 0; i < size; i++) {
                void *object = kfence_alloc(s, s->object_size, flags);
@@ -3395,6 +3539,8 @@ int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
                         */
                        c->tid = next_tid(c->tid);
 
+                       local_irq_enable();
+
                        /*
                         * Invoking slow path likely have side-effect
                         * of re-populating per CPU c->freelist
@@ -3407,6 +3553,8 @@ int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
                        c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
                        maybe_wipe_obj_freeptr(s, p[i]);
 
+                       local_irq_disable();
+
                        continue; /* goto for-loop */
                }
                c->freelist = get_freepointer(s, object);
@@ -3415,6 +3563,7 @@ int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
        }
        c->tid = next_tid(c->tid);
        local_irq_enable();
+       put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
 
        /*
         * memcg and kmem_cache debug support and memory initialization.
@@ -3424,7 +3573,7 @@ int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
                                slab_want_init_on_alloc(flags, s));
        return i;
 error:
-       local_irq_enable();
+       put_cpu_ptr(s->cpu_slab);
        slab_post_alloc_hook(s, objcg, flags, i, p, false);
        __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
        return 0;
@@ -4003,7 +4152,7 @@ int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
        int node;
        struct kmem_cache_node *n;
 
-       flush_all(s);
+       flush_all_cpus_locked(s);
        /* Attempt to free all objects */
        for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
                free_partial(s, n);
@@ -4279,7 +4428,7 @@ EXPORT_SYMBOL(kfree);
  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
  * are freed in them.
  */
-int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
+static int __kmem_cache_do_shrink(struct kmem_cache *s)
 {
        int node;
        int i;
@@ -4291,7 +4440,6 @@ int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
        unsigned long flags;
        int ret = 0;
 
-       flush_all(s);
        for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
                INIT_LIST_HEAD(&discard);
                for (i = 0; i < SHRINK_PROMOTE_MAX; i++)
@@ -4341,13 +4489,21 @@ int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
        return ret;
 }
 
+int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
+{
+       flush_all(s);
+       return __kmem_cache_do_shrink(s);
+}
+
 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
 {
        struct kmem_cache *s;
 
        mutex_lock(&slab_mutex);
-       list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
-               __kmem_cache_shrink(s);
+       list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
+               flush_all_cpus_locked(s);
+               __kmem_cache_do_shrink(s);
+       }
        mutex_unlock(&slab_mutex);
 
        return 0;
@@ -4673,11 +4829,11 @@ static int count_total(struct page *page)
 #endif
 
 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
-static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
+static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
+                         unsigned long *obj_map)
 {
        void *p;
        void *addr = page_address(page);
-       unsigned long *map;
 
        slab_lock(page);
 
@@ -4685,21 +4841,20 @@ static void validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
                goto unlock;
 
        /* Now we know that a valid freelist exists */
-       map = get_map(s, page);
+       __fill_map(obj_map, s, page);
        for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
-               u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map) ?
+               u8 val = test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map) ?
                         SLUB_RED_INACTIVE : SLUB_RED_ACTIVE;
 
                if (!check_object(s, page, p, val))
                        break;
        }
-       put_map(map);
 unlock:
        slab_unlock(page);
 }
 
 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
-               struct kmem_cache_node *n)
+               struct kmem_cache_node *n, unsigned long *obj_map)
 {
        unsigned long count = 0;
        struct page *page;
@@ -4708,7 +4863,7 @@ static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
        spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
 
        list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list) {
-               validate_slab(s, page);
+               validate_slab(s, page, obj_map);
                count++;
        }
        if (count != n->nr_partial) {
@@ -4721,7 +4876,7 @@ static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
                goto out;
 
        list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list) {
-               validate_slab(s, page);
+               validate_slab(s, page, obj_map);
                count++;
        }
        if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs)) {
@@ -4740,10 +4895,17 @@ long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
        int node;
        unsigned long count = 0;
        struct kmem_cache_node *n;
+       unsigned long *obj_map;
+
+       obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
+       if (!obj_map)
+               return -ENOMEM;
 
        flush_all(s);
        for_each_kmem_cache_node(s, node, n)
-               count += validate_slab_node(s, n);
+               count += validate_slab_node(s, n, obj_map);
+
+       bitmap_free(obj_map);
 
        return count;
 }
@@ -4879,17 +5041,17 @@ static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
 }
 
 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
-               struct page *page, enum track_item alloc)
+               struct page *page, enum track_item alloc,
+               unsigned long *obj_map)
 {
        void *addr = page_address(page);
        void *p;
-       unsigned long *map;
 
-       map = get_map(s, page);
+       __fill_map(obj_map, s, page);
+
        for_each_object(p, s, addr, page->objects)
-               if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), map))
+               if (!test_bit(__obj_to_index(s, addr, p), obj_map))
                        add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
-       put_map(map);
 }
 #endif  /* CONFIG_DEBUG_FS   */
 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
@@ -5816,17 +5978,21 @@ static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
        struct loc_track *t = __seq_open_private(filep, &slab_debugfs_sops,
                                                sizeof(struct loc_track));
        struct kmem_cache *s = file_inode(filep)->i_private;
+       unsigned long *obj_map;
+
+       obj_map = bitmap_alloc(oo_objects(s->oo), GFP_KERNEL);
+       if (!obj_map)
+               return -ENOMEM;
 
        if (strcmp(filep->f_path.dentry->d_name.name, "alloc_traces") == 0)
                alloc = TRACK_ALLOC;
        else
                alloc = TRACK_FREE;
 
-       if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL))
+       if (!alloc_loc_track(t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location), GFP_KERNEL)) {
+               bitmap_free(obj_map);
                return -ENOMEM;
-
-       /* Push back cpu slabs */
-       flush_all(s);
+       }
 
        for_each_kmem_cache_node(s, node, n) {
                unsigned long flags;
@@ -5837,12 +6003,13 @@ static int slab_debug_trace_open(struct inode *inode, struct file *filep)
 
                spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
                list_for_each_entry(page, &n->partial, slab_list)
-                       process_slab(t, s, page, alloc);
+                       process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
                list_for_each_entry(page, &n->full, slab_list)
-                       process_slab(t, s, page, alloc);
+                       process_slab(t, s, page, alloc, obj_map);
                spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
        }
 
+       bitmap_free(obj_map);
        return 0;
 }