mm, hotplug: fix error handling in mem_online_node()
[linux-2.6.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 and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has no one operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         void *p;
267
268 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
269         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
270 #else
271         p = get_freepointer(s, object);
272 #endif
273         return p;
274 }
275
276 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
277 {
278         *(void **)(object + s->offset) = fp;
279 }
280
281 /* Loop over all objects in a slab */
282 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
283         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
284                         __p += (__s)->size)
285
286 /* Determine object index from a given position */
287 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
288 {
289         return (p - addr) / s->size;
290 }
291
292 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
293 {
294 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
295         /*
296          * Debugging requires use of the padding between object
297          * and whatever may come after it.
298          */
299         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
300                 return s->objsize;
301
302 #endif
303         /*
304          * If we have the need to store the freelist pointer
305          * back there or track user information then we can
306          * only use the space before that information.
307          */
308         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
309                 return s->inuse;
310         /*
311          * Else we can use all the padding etc for the allocation
312          */
313         return s->size;
314 }
315
316 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
317 {
318         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
319 }
320
321 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
322                 unsigned long size, int reserved)
323 {
324         struct kmem_cache_order_objects x = {
325                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
326         };
327
328         return x;
329 }
330
331 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x >> OO_SHIFT;
334 }
335
336 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
337 {
338         return x.x & OO_MASK;
339 }
340
341 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
342 /*
343  * Determine a map of object in use on a page.
344  *
345  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
346  * not vanish from under us.
347  */
348 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
349 {
350         void *p;
351         void *addr = page_address(page);
352
353         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
354                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
355 }
356
357 /*
358  * Debug settings:
359  */
360 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
361 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
362 #else
363 static int slub_debug;
364 #endif
365
366 static char *slub_debug_slabs;
367 static int disable_higher_order_debug;
368
369 /*
370  * Object debugging
371  */
372 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
373 {
374         int i, offset;
375         int newline = 1;
376         char ascii[17];
377
378         ascii[16] = 0;
379
380         for (i = 0; i < length; i++) {
381                 if (newline) {
382                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
383                         newline = 0;
384                 }
385                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
386                 offset = i % 16;
387                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
388                 if (offset == 15) {
389                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
390                         newline = 1;
391                 }
392         }
393         if (!newline) {
394                 i %= 16;
395                 while (i < 16) {
396                         printk(KERN_CONT "   ");
397                         ascii[i] = ' ';
398                         i++;
399                 }
400                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
401         }
402 }
403
404 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
405         enum track_item alloc)
406 {
407         struct track *p;
408
409         if (s->offset)
410                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
411         else
412                 p = object + s->inuse;
413
414         return p + alloc;
415 }
416
417 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
418                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
419 {
420         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
421
422         if (addr) {
423                 p->addr = addr;
424                 p->cpu = smp_processor_id();
425                 p->pid = current->pid;
426                 p->when = jiffies;
427         } else
428                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
429 }
430
431 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
432 {
433         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
434                 return;
435
436         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
437         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
438 }
439
440 static void print_track(const char *s, struct track *t)
441 {
442         if (!t->addr)
443                 return;
444
445         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
446                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
447 }
448
449 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
450 {
451         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
452                 return;
453
454         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
455         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
456 }
457
458 static void print_page_info(struct page *page)
459 {
460         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
461                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
462
463 }
464
465 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
466 {
467         va_list args;
468         char buf[100];
469
470         va_start(args, fmt);
471         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
472         va_end(args);
473         printk(KERN_ERR "========================================"
474                         "=====================================\n");
475         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
476         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
477                         "-------------------------------------\n\n");
478 }
479
480 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
481 {
482         va_list args;
483         char buf[100];
484
485         va_start(args, fmt);
486         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
487         va_end(args);
488         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
489 }
490
491 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
492 {
493         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
494         u8 *addr = page_address(page);
495
496         print_tracking(s, p);
497
498         print_page_info(page);
499
500         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
501                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
502
503         if (p > addr + 16)
504                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
505
506         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
507
508         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
509                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
510                         s->inuse - s->objsize);
511
512         if (s->offset)
513                 off = s->offset + sizeof(void *);
514         else
515                 off = s->inuse;
516
517         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
518                 off += 2 * sizeof(struct track);
519
520         if (off != s->size)
521                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
522                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
523
524         dump_stack();
525 }
526
527 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
528                         u8 *object, char *reason)
529 {
530         slab_bug(s, "%s", reason);
531         print_trailer(s, page, object);
532 }
533
534 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
535 {
536         va_list args;
537         char buf[100];
538
539         va_start(args, fmt);
540         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
541         va_end(args);
542         slab_bug(s, "%s", buf);
543         print_page_info(page);
544         dump_stack();
545 }
546
547 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
548 {
549         u8 *p = object;
550
551         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
552                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
553                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
554         }
555
556         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
557                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
558 }
559
560 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
561 {
562         while (bytes) {
563                 if (*start != (u8)value)
564                         return start;
565                 start++;
566                 bytes--;
567         }
568         return NULL;
569 }
570
571 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
572                                                 void *from, void *to)
573 {
574         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
575         memset(from, data, to - from);
576 }
577
578 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
579                         u8 *object, char *what,
580                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
581 {
582         u8 *fault;
583         u8 *end;
584
585         fault = check_bytes(start, value, bytes);
586         if (!fault)
587                 return 1;
588
589         end = start + bytes;
590         while (end > fault && end[-1] == value)
591                 end--;
592
593         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
594         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
595                                         fault, end - 1, fault[0], value);
596         print_trailer(s, page, object);
597
598         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
599         return 0;
600 }
601
602 /*
603  * Object layout:
604  *
605  * object address
606  *      Bytes of the object to be managed.
607  *      If the freepointer may overlay the object then the free
608  *      pointer is the first word of the object.
609  *
610  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
611  *      0xa5 (POISON_END)
612  *
613  * object + s->objsize
614  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
615  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
616  *      objsize == inuse.
617  *
618  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
619  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
620  *
621  * object + s->inuse
622  *      Meta data starts here.
623  *
624  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
625  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
626  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
627  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
628  *              before the word boundary.
629  *
630  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
631  *
632  * object + s->size
633  *      Nothing is used beyond s->size.
634  *
635  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
636  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
637  * may be used with merged slabcaches.
638  */
639
640 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
641 {
642         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
643
644         if (s->offset)
645                 /* Freepointer is placed after the object. */
646                 off += sizeof(void *);
647
648         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
649                 /* We also have user information there */
650                 off += 2 * sizeof(struct track);
651
652         if (s->size == off)
653                 return 1;
654
655         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
656                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
657 }
658
659 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
660 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
661 {
662         u8 *start;
663         u8 *fault;
664         u8 *end;
665         int length;
666         int remainder;
667
668         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
669                 return 1;
670
671         start = page_address(page);
672         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
673         end = start + length;
674         remainder = length % s->size;
675         if (!remainder)
676                 return 1;
677
678         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
679         if (!fault)
680                 return 1;
681         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
682                 end--;
683
684         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
685         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
686
687         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
688         return 0;
689 }
690
691 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
692                                         void *object, u8 val)
693 {
694         u8 *p = object;
695         u8 *endobject = object + s->objsize;
696
697         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
698                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
699                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
700                         return 0;
701         } else {
702                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
703                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
704                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
705                 }
706         }
707
708         if (s->flags & SLAB_POISON) {
709                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
710                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
711                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
712                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
713                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
714                         return 0;
715                 /*
716                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
717                  */
718                 check_pad_bytes(s, page, p);
719         }
720
721         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
722                 /*
723                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
724                  * freepointer while object is allocated.
725                  */
726                 return 1;
727
728         /* Check free pointer validity */
729         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
730                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
731                 /*
732                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
733                  * of the free objects in this slab. May cause
734                  * another error because the object count is now wrong.
735                  */
736                 set_freepointer(s, p, NULL);
737                 return 0;
738         }
739         return 1;
740 }
741
742 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
743 {
744         int maxobj;
745
746         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
747
748         if (!PageSlab(page)) {
749                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
750                 return 0;
751         }
752
753         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
754         if (page->objects > maxobj) {
755                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
756                         s->name, page->objects, maxobj);
757                 return 0;
758         }
759         if (page->inuse > page->objects) {
760                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
761                         s->name, page->inuse, page->objects);
762                 return 0;
763         }
764         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
765         slab_pad_check(s, page);
766         return 1;
767 }
768
769 /*
770  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
771  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
772  */
773 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
774 {
775         int nr = 0;
776         void *fp = page->freelist;
777         void *object = NULL;
778         unsigned long max_objects;
779
780         while (fp && nr <= page->objects) {
781                 if (fp == search)
782                         return 1;
783                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
784                         if (object) {
785                                 object_err(s, page, object,
786                                         "Freechain corrupt");
787                                 set_freepointer(s, object, NULL);
788                                 break;
789                         } else {
790                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
791                                 page->freelist = NULL;
792                                 page->inuse = page->objects;
793                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
794                                 return 0;
795                         }
796                         break;
797                 }
798                 object = fp;
799                 fp = get_freepointer(s, object);
800                 nr++;
801         }
802
803         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
804         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
805                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
806
807         if (page->objects != max_objects) {
808                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
809                         "should be %d", page->objects, max_objects);
810                 page->objects = max_objects;
811                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
812         }
813         if (page->inuse != page->objects - nr) {
814                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
815                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
816                 page->inuse = page->objects - nr;
817                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
818         }
819         return search == NULL;
820 }
821
822 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
823                                                                 int alloc)
824 {
825         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
826                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
827                         s->name,
828                         alloc ? "alloc" : "free",
829                         object, page->inuse,
830                         page->freelist);
831
832                 if (!alloc)
833                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
834
835                 dump_stack();
836         }
837 }
838
839 /*
840  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
841  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
842  */
843 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
844 {
845         flags &= gfp_allowed_mask;
846         lockdep_trace_alloc(flags);
847         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
848
849         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
850 }
851
852 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
853 {
854         flags &= gfp_allowed_mask;
855         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
856         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
857 }
858
859 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
860 {
861         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
862
863         /*
864          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
865          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
866          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
867          */
868 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
869         {
870                 unsigned long flags;
871
872                 local_irq_save(flags);
873                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
874                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
875                 local_irq_restore(flags);
876         }
877 #endif
878         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
879                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
880 }
881
882 /*
883  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
884  */
885 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
886 {
887         spin_lock(&n->list_lock);
888         list_add(&page->lru, &n->full);
889         spin_unlock(&n->list_lock);
890 }
891
892 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
893 {
894         struct kmem_cache_node *n;
895
896         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
897                 return;
898
899         n = get_node(s, page_to_nid(page));
900
901         spin_lock(&n->list_lock);
902         list_del(&page->lru);
903         spin_unlock(&n->list_lock);
904 }
905
906 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
907 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
910
911         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
912 }
913
914 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
915 {
916         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
917 }
918
919 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
920 {
921         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
922
923         /*
924          * May be called early in order to allocate a slab for the
925          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
926          * dilemma by deferring the increment of the count during
927          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
928          */
929         if (n) {
930                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
931                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
932         }
933 }
934 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
935 {
936         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
937
938         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
939         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
940 }
941
942 /* Object debug checks for alloc/free paths */
943 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
944                                                                 void *object)
945 {
946         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
947                 return;
948
949         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
950         init_tracking(s, object);
951 }
952
953 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
954                                         void *object, unsigned long addr)
955 {
956         if (!check_slab(s, page))
957                 goto bad;
958
959         if (!on_freelist(s, page, object)) {
960                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
961                 goto bad;
962         }
963
964         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
965                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
966                 goto bad;
967         }
968
969         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
970                 goto bad;
971
972         /* Success perform special debug activities for allocs */
973         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
974                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
975         trace(s, page, object, 1);
976         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
977         return 1;
978
979 bad:
980         if (PageSlab(page)) {
981                 /*
982                  * If this is a slab page then lets do the best we can
983                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
984                  * as used avoids touching the remaining objects.
985                  */
986                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
987                 page->inuse = page->objects;
988                 page->freelist = NULL;
989         }
990         return 0;
991 }
992
993 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
994                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
995 {
996         if (!check_slab(s, page))
997                 goto fail;
998
999         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1000                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1001                 goto fail;
1002         }
1003
1004         if (on_freelist(s, page, object)) {
1005                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1006                 goto fail;
1007         }
1008
1009         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1010                 return 0;
1011
1012         if (unlikely(s != page->slab)) {
1013                 if (!PageSlab(page)) {
1014                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1015                                 "outside of slab", object);
1016                 } else if (!page->slab) {
1017                         printk(KERN_ERR
1018                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1019                                                 object);
1020                         dump_stack();
1021                 } else
1022                         object_err(s, page, object,
1023                                         "page slab pointer corrupt.");
1024                 goto fail;
1025         }
1026
1027         /* Special debug activities for freeing objects */
1028         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
1029                 remove_full(s, page);
1030         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1031                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1032         trace(s, page, object, 0);
1033         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1034         return 1;
1035
1036 fail:
1037         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1042 {
1043         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1044         if (*str++ != '=' || !*str)
1045                 /*
1046                  * No options specified. Switch on full debugging.
1047                  */
1048                 goto out;
1049
1050         if (*str == ',')
1051                 /*
1052                  * No options but restriction on slabs. This means full
1053                  * debugging for slabs matching a pattern.
1054                  */
1055                 goto check_slabs;
1056
1057         if (tolower(*str) == 'o') {
1058                 /*
1059                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1060                  * would increase as a result.
1061                  */
1062                 disable_higher_order_debug = 1;
1063                 goto out;
1064         }
1065
1066         slub_debug = 0;
1067         if (*str == '-')
1068                 /*
1069                  * Switch off all debugging measures.
1070                  */
1071                 goto out;
1072
1073         /*
1074          * Determine which debug features should be switched on
1075          */
1076         for (; *str && *str != ','; str++) {
1077                 switch (tolower(*str)) {
1078                 case 'f':
1079                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1080                         break;
1081                 case 'z':
1082                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1083                         break;
1084                 case 'p':
1085                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1086                         break;
1087                 case 'u':
1088                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1089                         break;
1090                 case 't':
1091                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1092                         break;
1093                 case 'a':
1094                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1095                         break;
1096                 default:
1097                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1098                                 "unknown. skipped\n", *str);
1099                 }
1100         }
1101
1102 check_slabs:
1103         if (*str == ',')
1104                 slub_debug_slabs = str + 1;
1105 out:
1106         return 1;
1107 }
1108
1109 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1110
1111 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1112         unsigned long flags, const char *name,
1113         void (*ctor)(void *))
1114 {
1115         /*
1116          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1117          */
1118         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1119                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1120                 flags |= slub_debug;
1121
1122         return flags;
1123 }
1124 #else
1125 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1126                         struct page *page, void *object) {}
1127
1128 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1129         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1130
1131 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1132         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1133
1134 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1135                         { return 1; }
1136 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1137                         void *object, u8 val) { return 1; }
1138 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1139 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1140         unsigned long flags, const char *name,
1141         void (*ctor)(void *))
1142 {
1143         return flags;
1144 }
1145 #define slub_debug 0
1146
1147 #define disable_higher_order_debug 0
1148
1149 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1150                                                         { return 0; }
1151 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1152                                                         { return 0; }
1153 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1154                                                         int objects) {}
1155 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1156                                                         int objects) {}
1157
1158 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1159                                                         { return 0; }
1160
1161 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1162                 void *object) {}
1163
1164 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1165
1166 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1167
1168 /*
1169  * Slab allocation and freeing
1170  */
1171 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1172                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1173 {
1174         int order = oo_order(oo);
1175
1176         flags |= __GFP_NOTRACK;
1177
1178         if (node == NUMA_NO_NODE)
1179                 return alloc_pages(flags, order);
1180         else
1181                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1182 }
1183
1184 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1185 {
1186         struct page *page;
1187         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1188         gfp_t alloc_gfp;
1189
1190         flags |= s->allocflags;
1191
1192         /*
1193          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1194          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1195          */
1196         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1197
1198         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1199         if (unlikely(!page)) {
1200                 oo = s->min;
1201                 /*
1202                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1203                  * Try a lower order alloc if possible
1204                  */
1205                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1206                 if (!page)
1207                         return NULL;
1208
1209                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1210         }
1211
1212         if (kmemcheck_enabled
1213                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1214                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1215
1216                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1217
1218                 /*
1219                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1220                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1221                  */
1222                 if (s->ctor)
1223                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1224                 else
1225                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1226         }
1227
1228         page->objects = oo_objects(oo);
1229         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1230                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1231                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1232                 1 << oo_order(oo));
1233
1234         return page;
1235 }
1236
1237 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1238                                 void *object)
1239 {
1240         setup_object_debug(s, page, object);
1241         if (unlikely(s->ctor))
1242                 s->ctor(object);
1243 }
1244
1245 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1246 {
1247         struct page *page;
1248         void *start;
1249         void *last;
1250         void *p;
1251
1252         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1253
1254         page = allocate_slab(s,
1255                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1256         if (!page)
1257                 goto out;
1258
1259         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1260         page->slab = s;
1261         page->flags |= 1 << PG_slab;
1262
1263         start = page_address(page);
1264
1265         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1266                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1267
1268         last = start;
1269         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1270                 setup_object(s, page, last);
1271                 set_freepointer(s, last, p);
1272                 last = p;
1273         }
1274         setup_object(s, page, last);
1275         set_freepointer(s, last, NULL);
1276
1277         page->freelist = start;
1278         page->inuse = 0;
1279 out:
1280         return page;
1281 }
1282
1283 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1284 {
1285         int order = compound_order(page);
1286         int pages = 1 << order;
1287
1288         if (kmem_cache_debug(s)) {
1289                 void *p;
1290
1291                 slab_pad_check(s, page);
1292                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1293                                                 page->objects)
1294                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1295         }
1296
1297         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1298
1299         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1300                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1301                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1302                 -pages);
1303
1304         __ClearPageSlab(page);
1305         reset_page_mapcount(page);
1306         if (current->reclaim_state)
1307                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1308         __free_pages(page, order);
1309 }
1310
1311 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1312         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1313
1314 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1315 {
1316         struct page *page;
1317
1318         if (need_reserve_slab_rcu)
1319                 page = virt_to_head_page(h);
1320         else
1321                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1322
1323         __free_slab(page->slab, page);
1324 }
1325
1326 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1327 {
1328         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1329                 struct rcu_head *head;
1330
1331                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1332                         int order = compound_order(page);
1333                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1334
1335                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1336                         head = page_address(page) + offset;
1337                 } else {
1338                         /*
1339                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1340                          */
1341                         head = (void *)&page->lru;
1342                 }
1343
1344                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1345         } else
1346                 __free_slab(s, page);
1347 }
1348
1349 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1350 {
1351         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1352         free_slab(s, page);
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Per slab locking using the pagelock
1357  */
1358 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1359 {
1360         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1361 }
1362
1363 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1364 {
1365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1366 }
1367
1368 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1369 {
1370         int rc = 1;
1371
1372         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1373         return rc;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Management of partially allocated slabs
1378  */
1379 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1380                                 struct page *page, int tail)
1381 {
1382         spin_lock(&n->list_lock);
1383         n->nr_partial++;
1384         if (tail)
1385                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1386         else
1387                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1388         spin_unlock(&n->list_lock);
1389 }
1390
1391 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1392                                         struct page *page)
1393 {
1394         list_del(&page->lru);
1395         n->nr_partial--;
1396 }
1397
1398 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1399 {
1400         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1401
1402         spin_lock(&n->list_lock);
1403         __remove_partial(n, page);
1404         spin_unlock(&n->list_lock);
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Lock slab and remove from the partial list.
1409  *
1410  * Must hold list_lock.
1411  */
1412 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1413                                                         struct page *page)
1414 {
1415         if (slab_trylock(page)) {
1416                 __remove_partial(n, page);
1417                 __SetPageSlubFrozen(page);
1418                 return 1;
1419         }
1420         return 0;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1425  */
1426 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1427 {
1428         struct page *page;
1429
1430         /*
1431          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1432          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1433          * partial slab and there is none available then get_partials()
1434          * will return NULL.
1435          */
1436         if (!n || !n->nr_partial)
1437                 return NULL;
1438
1439         spin_lock(&n->list_lock);
1440         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1441                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1442                         goto out;
1443         page = NULL;
1444 out:
1445         spin_unlock(&n->list_lock);
1446         return page;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1451  */
1452 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1453 {
1454 #ifdef CONFIG_NUMA
1455         struct zonelist *zonelist;
1456         struct zoneref *z;
1457         struct zone *zone;
1458         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1459         struct page *page;
1460
1461         /*
1462          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1463          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1464          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1465          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1466          *
1467          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1468          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1469          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1470          * from other nodes and filled up.
1471          *
1472          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1473          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1474          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1475          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1476          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1477          * with available objects.
1478          */
1479         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1480                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1481                 return NULL;
1482
1483         get_mems_allowed();
1484         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1485         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1486                 struct kmem_cache_node *n;
1487
1488                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1489
1490                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1491                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1492                         page = get_partial_node(n);
1493                         if (page) {
1494                                 put_mems_allowed();
1495                                 return page;
1496                         }
1497                 }
1498         }
1499         put_mems_allowed();
1500 #endif
1501         return NULL;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * Get a partial page, lock it and return it.
1506  */
1507 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1508 {
1509         struct page *page;
1510         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1511
1512         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1513         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1514                 return page;
1515
1516         return get_any_partial(s, flags);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Move a page back to the lists.
1521  *
1522  * Must be called with the slab lock held.
1523  *
1524  * On exit the slab lock will have been dropped.
1525  */
1526 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1527         __releases(bitlock)
1528 {
1529         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1530
1531         __ClearPageSlubFrozen(page);
1532         if (page->inuse) {
1533
1534                 if (page->freelist) {
1535                         add_partial(n, page, tail);
1536                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1537                 } else {
1538                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1539                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1540                                 add_full(n, page);
1541                 }
1542                 slab_unlock(page);
1543         } else {
1544                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1545                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1546                         /*
1547                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1548                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1549                          * to come after the other slabs with objects in
1550                          * so that the others get filled first. That way the
1551                          * size of the partial list stays small.
1552                          *
1553                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1554                          * the partial list.
1555                          */
1556                         add_partial(n, page, 1);
1557                         slab_unlock(page);
1558                 } else {
1559                         slab_unlock(page);
1560                         stat(s, FREE_SLAB);
1561                         discard_slab(s, page);
1562                 }
1563         }
1564 }
1565
1566 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1567 /*
1568  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1569  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1570  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1571  */
1572 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1573 #else
1574 /*
1575  * No preemption supported therefore also no need to check for
1576  * different cpus.
1577  */
1578 #define TID_STEP 1
1579 #endif
1580
1581 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1582 {
1583         return tid + TID_STEP;
1584 }
1585
1586 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1587 {
1588         return tid % TID_STEP;
1589 }
1590
1591 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1592 {
1593         return tid / TID_STEP;
1594 }
1595
1596 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1597 {
1598         return cpu;
1599 }
1600
1601 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1602                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1603 {
1604 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1605         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1606
1607         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1608
1609 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1610         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1611                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1612                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1613         else
1614 #endif
1615         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1616                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1617                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1618         else
1619                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1620                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1621 #endif
1622         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1623 }
1624
1625 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1626 {
1627         int cpu;
1628
1629         for_each_possible_cpu(cpu)
1630                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1631 }
1632 /*
1633  * Remove the cpu slab
1634  */
1635 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1636         __releases(bitlock)
1637 {
1638         struct page *page = c->page;
1639         int tail = 1;
1640
1641         if (page->freelist)
1642                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1643         /*
1644          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1645          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1646          * to occur.
1647          */
1648         while (unlikely(c->freelist)) {
1649                 void **object;
1650
1651                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1652
1653                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1654                 object = c->freelist;
1655                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1656
1657                 /* And put onto the regular freelist */
1658                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1659                 page->freelist = object;
1660                 page->inuse--;
1661         }
1662         c->page = NULL;
1663         c->tid = next_tid(c->tid);
1664         unfreeze_slab(s, page, tail);
1665 }
1666
1667 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1668 {
1669         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1670         slab_lock(c->page);
1671         deactivate_slab(s, c);
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Flush cpu slab.
1676  *
1677  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1678  */
1679 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1680 {
1681         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1682
1683         if (likely(c && c->page))
1684                 flush_slab(s, c);
1685 }
1686
1687 static void flush_cpu_slab(void *d)
1688 {
1689         struct kmem_cache *s = d;
1690
1691         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1692 }
1693
1694 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1695 {
1696         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1701  * locality expectations.
1702  */
1703 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1704 {
1705 #ifdef CONFIG_NUMA
1706         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1707                 return 0;
1708 #endif
1709         return 1;
1710 }
1711
1712 static int count_free(struct page *page)
1713 {
1714         return page->objects - page->inuse;
1715 }
1716
1717 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1718                                         int (*get_count)(struct page *))
1719 {
1720         unsigned long flags;
1721         unsigned long x = 0;
1722         struct page *page;
1723
1724         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1725         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1726                 x += get_count(page);
1727         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1728         return x;
1729 }
1730
1731 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1732 {
1733 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1734         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1735 #else
1736         return 0;
1737 #endif
1738 }
1739
1740 static noinline void
1741 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1742 {
1743         int node;
1744
1745         printk(KERN_WARNING
1746                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1747                 nid, gfpflags);
1748         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1749                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1750                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1751
1752         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1753                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1754                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1755
1756         for_each_online_node(node) {
1757                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1758                 unsigned long nr_slabs;
1759                 unsigned long nr_objs;
1760                 unsigned long nr_free;
1761
1762                 if (!n)
1763                         continue;
1764
1765                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1766                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1767                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1768
1769                 printk(KERN_WARNING
1770                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1771                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1772         }
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1777  * debugging duties.
1778  *
1779  * Interrupts are disabled.
1780  *
1781  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1782  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1783  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1784  *
1785  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1786  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1787  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1788  *
1789  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1790  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1791  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1792  */
1793 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1794                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1795 {
1796         void **object;
1797         struct page *page;
1798         unsigned long flags;
1799
1800         local_irq_save(flags);
1801 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1802         /*
1803          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1804          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1805          * pointer.
1806          */
1807         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1808 #endif
1809
1810         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1811         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1812
1813         page = c->page;
1814         if (!page)
1815                 goto new_slab;
1816
1817         slab_lock(page);
1818         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1819                 goto another_slab;
1820
1821         stat(s, ALLOC_REFILL);
1822
1823 load_freelist:
1824         object = page->freelist;
1825         if (unlikely(!object))
1826                 goto another_slab;
1827         if (kmem_cache_debug(s))
1828                 goto debug;
1829
1830         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1831         page->inuse = page->objects;
1832         page->freelist = NULL;
1833
1834         slab_unlock(page);
1835         c->tid = next_tid(c->tid);
1836         local_irq_restore(flags);
1837         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1838         return object;
1839
1840 another_slab:
1841         deactivate_slab(s, c);
1842
1843 new_slab:
1844         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1845         if (page) {
1846                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1847                 c->node = page_to_nid(page);
1848                 c->page = page;
1849                 goto load_freelist;
1850         }
1851
1852         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1853         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1854                 local_irq_enable();
1855
1856         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1857
1858         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1859                 local_irq_disable();
1860
1861         if (page) {
1862                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1863                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1864                 if (c->page)
1865                         flush_slab(s, c);
1866
1867                 slab_lock(page);
1868                 __SetPageSlubFrozen(page);
1869                 c->node = page_to_nid(page);
1870                 c->page = page;
1871                 goto load_freelist;
1872         }
1873         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1874                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1875         local_irq_restore(flags);
1876         return NULL;
1877 debug:
1878         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1879                 goto another_slab;
1880
1881         page->inuse++;
1882         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1883         deactivate_slab(s, c);
1884         c->page = NULL;
1885         c->node = NUMA_NO_NODE;
1886         local_irq_restore(flags);
1887         return object;
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1892  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1893  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1894  *
1895  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1896  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1897  *
1898  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1899  */
1900 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1901                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1902 {
1903         void **object;
1904         struct kmem_cache_cpu *c;
1905         unsigned long tid;
1906
1907         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1908                 return NULL;
1909
1910 redo:
1911
1912         /*
1913          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1914          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1915          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1916          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1917          */
1918         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1919
1920         /*
1921          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1922          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1923          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1924          * linked list in between.
1925          */
1926         tid = c->tid;
1927         barrier();
1928
1929         object = c->freelist;
1930         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1931
1932                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1933
1934         else {
1935                 /*
1936                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
1937                  * operation and if we are on the right processor.
1938                  *
1939                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1940                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1941                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1942                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1943                  *
1944                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1945                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1946                  */
1947                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
1948                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1949                                 object, tid,
1950                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
1951
1952                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1953                         goto redo;
1954                 }
1955                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1956         }
1957
1958         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1959                 memset(object, 0, s->objsize);
1960
1961         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1962
1963         return object;
1964 }
1965
1966 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1967 {
1968         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1969
1970         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1971
1972         return ret;
1973 }
1974 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1975
1976 #ifdef CONFIG_TRACING
1977 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1978 {
1979         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1980         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1981         return ret;
1982 }
1983 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1984
1985 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1986 {
1987         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1988         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1989         return ret;
1990 }
1991 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1992 #endif
1993
1994 #ifdef CONFIG_NUMA
1995 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1996 {
1997         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1998
1999         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2000                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2001
2002         return ret;
2003 }
2004 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2005
2006 #ifdef CONFIG_TRACING
2007 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2008                                     gfp_t gfpflags,
2009                                     int node, size_t size)
2010 {
2011         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2012
2013         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2014                            size, s->size, gfpflags, node);
2015         return ret;
2016 }
2017 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2018 #endif
2019 #endif
2020
2021 /*
2022  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2023  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2024  *
2025  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2026  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2027  * handling required then we can return immediately.
2028  */
2029 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2030                         void *x, unsigned long addr)
2031 {
2032         void *prior;
2033         void **object = (void *)x;
2034         unsigned long flags;
2035
2036         local_irq_save(flags);
2037         slab_lock(page);
2038         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2039
2040         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2041                 goto out_unlock;
2042
2043         prior = page->freelist;
2044         set_freepointer(s, object, prior);
2045         page->freelist = object;
2046         page->inuse--;
2047
2048         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2049                 stat(s, FREE_FROZEN);
2050                 goto out_unlock;
2051         }
2052
2053         if (unlikely(!page->inuse))
2054                 goto slab_empty;
2055
2056         /*
2057          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2058          * then add it.
2059          */
2060         if (unlikely(!prior)) {
2061                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2062                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2063         }
2064
2065 out_unlock:
2066         slab_unlock(page);
2067         local_irq_restore(flags);
2068         return;
2069
2070 slab_empty:
2071         if (prior) {
2072                 /*
2073                  * Slab still on the partial list.
2074                  */
2075                 remove_partial(s, page);
2076                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2077         }
2078         slab_unlock(page);
2079         local_irq_restore(flags);
2080         stat(s, FREE_SLAB);
2081         discard_slab(s, page);
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2086  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2087  *
2088  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2089  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2090  * the item before.
2091  *
2092  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2093  * with all sorts of special processing.
2094  */
2095 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2096                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2097 {
2098         void **object = (void *)x;
2099         struct kmem_cache_cpu *c;
2100         unsigned long tid;
2101
2102         slab_free_hook(s, x);
2103
2104 redo:
2105
2106         /*
2107          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2108          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2109          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2110          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2111          */
2112         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2113
2114         tid = c->tid;
2115         barrier();
2116
2117         if (likely(page == c->page)) {
2118                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2119
2120                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2121                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2122                                 c->freelist, tid,
2123                                 object, next_tid(tid)))) {
2124
2125                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2126                         goto redo;
2127                 }
2128                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2129         } else
2130                 __slab_free(s, page, x, addr);
2131
2132 }
2133
2134 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2135 {
2136         struct page *page;
2137
2138         page = virt_to_head_page(x);
2139
2140         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2141
2142         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2143 }
2144 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2145
2146 /*
2147  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2148  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2149  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2150  * another.
2151  *
2152  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2153  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2154  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2155  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2156  * locking overhead.
2157  */
2158
2159 /*
2160  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2161  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2162  * and increases the number of allocations possible without having to
2163  * take the list_lock.
2164  */
2165 static int slub_min_order;
2166 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2167 static int slub_min_objects;
2168
2169 /*
2170  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2171  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2172  */
2173 static int slub_nomerge;
2174
2175 /*
2176  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2177  *
2178  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2179  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2180  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2181  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2182  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2183  * would be wasted.
2184  *
2185  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2186  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2187  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2188  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2189  *
2190  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2191  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2192  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2193  * of space in favor of a small page order.
2194  *
2195  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2196  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2197  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2198  * the smallest order which will fit the object.
2199  */
2200 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2201                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2202 {
2203         int order;
2204         int rem;
2205         int min_order = slub_min_order;
2206
2207         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2208                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2209
2210         for (order = max(min_order,
2211                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2212                         order <= max_order; order++) {
2213
2214                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2215
2216                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2217                         continue;
2218
2219                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2220
2221                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2222                         break;
2223
2224         }
2225
2226         return order;
2227 }
2228
2229 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2230 {
2231         int order;
2232         int min_objects;
2233         int fraction;
2234         int max_objects;
2235
2236         /*
2237          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2238          * works by first attempting to generate a layout with
2239          * the best configuration and backing off gradually.
2240          *
2241          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2242          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2243          */
2244         min_objects = slub_min_objects;
2245         if (!min_objects)
2246                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2247         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2248         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2249
2250         while (min_objects > 1) {
2251                 fraction = 16;
2252                 while (fraction >= 4) {
2253                         order = slab_order(size, min_objects,
2254                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2255                         if (order <= slub_max_order)
2256                                 return order;
2257                         fraction /= 2;
2258                 }
2259                 min_objects--;
2260         }
2261
2262         /*
2263          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2264          * lets see if we can place a single object there.
2265          */
2266         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2267         if (order <= slub_max_order)
2268                 return order;
2269
2270         /*
2271          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2272          */
2273         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2274         if (order < MAX_ORDER)
2275                 return order;
2276         return -ENOSYS;
2277 }
2278
2279 /*
2280  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2281  */
2282 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2283                 unsigned long align, unsigned long size)
2284 {
2285         /*
2286          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2287          * suggestion if the object is sufficiently large.
2288          *
2289          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2290          * alignment though. If that is greater then use it.
2291          */
2292         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2293                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2294                 while (size <= ralign / 2)
2295                         ralign /= 2;
2296                 align = max(align, ralign);
2297         }
2298
2299         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2300                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2301
2302         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2303 }
2304
2305 static void
2306 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2307 {
2308         n->nr_partial = 0;
2309         spin_lock_init(&n->list_lock);
2310         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2311 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2312         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2313         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2314         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2315 #endif
2316 }
2317
2318 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2319 {
2320         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2321                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2322
2323         /*
2324          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2325          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2326          */
2327         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2328                                      2 * sizeof(void *));
2329
2330         if (!s->cpu_slab)
2331                 return 0;
2332
2333         init_kmem_cache_cpus(s);
2334
2335         return 1;
2336 }
2337
2338 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2339
2340 /*
2341  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2342  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2343  * possible.
2344  *
2345  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2346  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2347  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2348  */
2349 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2350 {
2351         struct page *page;
2352         struct kmem_cache_node *n;
2353         unsigned long flags;
2354
2355         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2356
2357         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2358
2359         BUG_ON(!page);
2360         if (page_to_nid(page) != node) {
2361                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2362                                 "node %d\n", node);
2363                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2364                                 "in order to be able to continue\n");
2365         }
2366
2367         n = page->freelist;
2368         BUG_ON(!n);
2369         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2370         page->inuse++;
2371         kmem_cache_node->node[node] = n;
2372 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2373         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2374         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2375 #endif
2376         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2377         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2378
2379         /*
2380          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2381          * so even though there cannot be a race this early in
2382          * the boot sequence, we still disable irqs.
2383          */
2384         local_irq_save(flags);
2385         add_partial(n, page, 0);
2386         local_irq_restore(flags);
2387 }
2388
2389 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2390 {
2391         int node;
2392
2393         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2394                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2395
2396                 if (n)
2397                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2398
2399                 s->node[node] = NULL;
2400         }
2401 }
2402
2403 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2404 {
2405         int node;
2406
2407         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2408                 struct kmem_cache_node *n;
2409
2410                 if (slab_state == DOWN) {
2411                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2412                         continue;
2413                 }
2414                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2415                                                 GFP_KERNEL, node);
2416
2417                 if (!n) {
2418                         free_kmem_cache_nodes(s);
2419                         return 0;
2420                 }
2421
2422                 s->node[node] = n;
2423                 init_kmem_cache_node(n, s);
2424         }
2425         return 1;
2426 }
2427
2428 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2429 {
2430         if (min < MIN_PARTIAL)
2431                 min = MIN_PARTIAL;
2432         else if (min > MAX_PARTIAL)
2433                 min = MAX_PARTIAL;
2434         s->min_partial = min;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2439  * a slab object.
2440  */
2441 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2442 {
2443         unsigned long flags = s->flags;
2444         unsigned long size = s->objsize;
2445         unsigned long align = s->align;
2446         int order;
2447
2448         /*
2449          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2450          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2451          * the possible location of the free pointer.
2452          */
2453         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2454
2455 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2456         /*
2457          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2458          * the slab may touch the object after free or before allocation
2459          * then we should never poison the object itself.
2460          */
2461         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2462                         !s->ctor)
2463                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2464         else
2465                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2466
2467
2468         /*
2469          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2470          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2471          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2472          */
2473         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2474                 size += sizeof(void *);
2475 #endif
2476
2477         /*
2478          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2479          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2480          */
2481         s->inuse = size;
2482
2483         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2484                 s->ctor)) {
2485                 /*
2486                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2487                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2488                  * kmem_cache_free.
2489                  *
2490                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2491                  * destructor or are poisoning the objects.
2492                  */
2493                 s->offset = size;
2494                 size += sizeof(void *);
2495         }
2496
2497 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2498         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2499                 /*
2500                  * Need to store information about allocs and frees after
2501                  * the object.
2502                  */
2503                 size += 2 * sizeof(struct track);
2504
2505         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2506                 /*
2507                  * Add some empty padding so that we can catch
2508                  * overwrites from earlier objects rather than let
2509                  * tracking information or the free pointer be
2510                  * corrupted if a user writes before the start
2511                  * of the object.
2512                  */
2513                 size += sizeof(void *);
2514 #endif
2515
2516         /*
2517          * Determine the alignment based on various parameters that the
2518          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2519          * on bootup.
2520          */
2521         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2522         s->align = align;
2523
2524         /*
2525          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2526          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2527          * each object to conform to the alignment.
2528          */
2529         size = ALIGN(size, align);
2530         s->size = size;
2531         if (forced_order >= 0)
2532                 order = forced_order;
2533         else
2534                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2535
2536         if (order < 0)
2537                 return 0;
2538
2539         s->allocflags = 0;
2540         if (order)
2541                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2542
2543         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2544                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2545
2546         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2547                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2548
2549         /*
2550          * Determine the number of objects per slab
2551          */
2552         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2553         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2554         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2555                 s->max = s->oo;
2556
2557         return !!oo_objects(s->oo);
2558
2559 }
2560
2561 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2562                 const char *name, size_t size,
2563                 size_t align, unsigned long flags,
2564                 void (*ctor)(void *))
2565 {
2566         memset(s, 0, kmem_size);
2567         s->name = name;
2568         s->ctor = ctor;
2569         s->objsize = size;
2570         s->align = align;
2571         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2572         s->reserved = 0;
2573
2574         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2575                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2576
2577         if (!calculate_sizes(s, -1))
2578                 goto error;
2579         if (disable_higher_order_debug) {
2580                 /*
2581                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2582                  * order increased.
2583                  */
2584                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2585                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2586                         s->offset = 0;
2587                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2588                                 goto error;
2589                 }
2590         }
2591
2592         /*
2593          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2594          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2595          */
2596         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2597         s->refcount = 1;
2598 #ifdef CONFIG_NUMA
2599         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2600 #endif
2601         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2602                 goto error;
2603
2604         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2605                 return 1;
2606
2607         free_kmem_cache_nodes(s);
2608 error:
2609         if (flags & SLAB_PANIC)
2610                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2611                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2612                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2613                         s->offset, flags);
2614         return 0;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Determine the size of a slab object
2619  */
2620 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2621 {
2622         return s->objsize;
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2625
2626 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2627                                                         const char *text)
2628 {
2629 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2630         void *addr = page_address(page);
2631         void *p;
2632         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2633                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2634         if (!map)
2635                 return;
2636         slab_err(s, page, "%s", text);
2637         slab_lock(page);
2638
2639         get_map(s, page, map);
2640         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2641
2642                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2643                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2644                                                         p, p - addr);
2645                         print_tracking(s, p);
2646                 }
2647         }
2648         slab_unlock(page);
2649         kfree(map);
2650 #endif
2651 }
2652
2653 /*
2654  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2655  */
2656 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2657 {
2658         unsigned long flags;
2659         struct page *page, *h;
2660
2661         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2662         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2663                 if (!page->inuse) {
2664                         __remove_partial(n, page);
2665                         discard_slab(s, page);
2666                 } else {
2667                         list_slab_objects(s, page,
2668                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2669                 }
2670         }
2671         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Release all resources used by a slab cache.
2676  */
2677 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2678 {
2679         int node;
2680
2681         flush_all(s);
2682         free_percpu(s->cpu_slab);
2683         /* Attempt to free all objects */
2684         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2685                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2686
2687                 free_partial(s, n);
2688                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2689                         return 1;
2690         }
2691         free_kmem_cache_nodes(s);
2692         return 0;
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2697  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2698  */
2699 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2700 {
2701         down_write(&slub_lock);
2702         s->refcount--;
2703         if (!s->refcount) {
2704                 list_del(&s->list);
2705                 if (kmem_cache_close(s)) {
2706                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2707                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2708                         dump_stack();
2709                 }
2710                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2711                         rcu_barrier();
2712                 sysfs_slab_remove(s);
2713         }
2714         up_write(&slub_lock);
2715 }
2716 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2717
2718 /********************************************************************
2719  *              Kmalloc subsystem
2720  *******************************************************************/
2721
2722 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2723 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2724
2725 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2726
2727 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2728 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2729 #endif
2730
2731 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2732 {
2733         get_option(&str, &slub_min_order);
2734
2735         return 1;
2736 }
2737
2738 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2739
2740 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2741 {
2742         get_option(&str, &slub_max_order);
2743         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2744
2745         return 1;
2746 }
2747
2748 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2749
2750 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2751 {
2752         get_option(&str, &slub_min_objects);
2753
2754         return 1;
2755 }
2756
2757 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2758
2759 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2760 {
2761         slub_nomerge = 1;
2762         return 1;
2763 }
2764
2765 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2766
2767 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2768                                                 int size, unsigned int flags)
2769 {
2770         struct kmem_cache *s;
2771
2772         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2773
2774         /*
2775          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2776          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2777          */
2778         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2779                                                                 flags, NULL))
2780                 goto panic;
2781
2782         list_add(&s->list, &slab_caches);
2783         return s;
2784
2785 panic:
2786         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2787         return NULL;
2788 }
2789
2790 /*
2791  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2792  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2793  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2794  * fls.
2795  */
2796 static s8 size_index[24] = {
2797         3,      /* 8 */
2798         4,      /* 16 */
2799         5,      /* 24 */
2800         5,      /* 32 */
2801         6,      /* 40 */
2802         6,      /* 48 */
2803         6,      /* 56 */
2804         6,      /* 64 */
2805         1,      /* 72 */
2806         1,      /* 80 */
2807         1,      /* 88 */
2808         1,      /* 96 */
2809         7,      /* 104 */
2810         7,      /* 112 */
2811         7,      /* 120 */
2812         7,      /* 128 */
2813         2,      /* 136 */
2814         2,      /* 144 */
2815         2,      /* 152 */
2816         2,      /* 160 */
2817         2,      /* 168 */
2818         2,      /* 176 */
2819         2,      /* 184 */
2820         2       /* 192 */
2821 };
2822
2823 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2824 {
2825         return (bytes - 1) / 8;
2826 }
2827
2828 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2829 {
2830         int index;
2831
2832         if (size <= 192) {
2833                 if (!size)
2834                         return ZERO_SIZE_PTR;
2835
2836                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2837         } else
2838                 index = fls(size - 1);
2839
2840 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2841         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2842                 return kmalloc_dma_caches[index];
2843
2844 #endif
2845         return kmalloc_caches[index];
2846 }
2847
2848 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2849 {
2850         struct kmem_cache *s;
2851         void *ret;
2852
2853         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2854                 return kmalloc_large(size, flags);
2855
2856         s = get_slab(size, flags);
2857
2858         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2859                 return s;
2860
2861         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2862
2863         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2864
2865         return ret;
2866 }
2867 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2868
2869 #ifdef CONFIG_NUMA
2870 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2871 {
2872         struct page *page;
2873         void *ptr = NULL;
2874
2875         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2876         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2877         if (page)
2878                 ptr = page_address(page);
2879
2880         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2881         return ptr;
2882 }
2883
2884 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2885 {
2886         struct kmem_cache *s;
2887         void *ret;
2888
2889         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2890                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2891
2892                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2893                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2894                                    flags, node);
2895
2896                 return ret;
2897         }
2898
2899         s = get_slab(size, flags);
2900
2901         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2902                 return s;
2903
2904         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2905
2906         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2907
2908         return ret;
2909 }
2910 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2911 #endif
2912
2913 size_t ksize(const void *object)
2914 {
2915         struct page *page;
2916
2917         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2918                 return 0;
2919
2920         page = virt_to_head_page(object);
2921
2922         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2923                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2924                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2925         }
2926
2927         return slab_ksize(page->slab);
2928 }
2929 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2930
2931 void kfree(const void *x)
2932 {
2933         struct page *page;
2934         void *object = (void *)x;
2935
2936         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2937
2938         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2939                 return;
2940
2941         page = virt_to_head_page(x);
2942         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2943                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2944                 kmemleak_free(x);
2945                 put_page(page);
2946                 return;
2947         }
2948         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2951
2952 /*
2953  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2954  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2955  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2956  * and thus they can be removed from the partial lists.
2957  *
2958  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2959  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2960  * are freed in them.
2961  */
2962 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2963 {
2964         int node;
2965         int i;
2966         struct kmem_cache_node *n;
2967         struct page *page;
2968         struct page *t;
2969         int objects = oo_objects(s->max);
2970         struct list_head *slabs_by_inuse =
2971                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2972         unsigned long flags;
2973
2974         if (!slabs_by_inuse)
2975                 return -ENOMEM;
2976
2977         flush_all(s);
2978         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2979                 n = get_node(s, node);
2980
2981                 if (!n->nr_partial)
2982                         continue;
2983
2984                 for (i = 0; i < objects; i++)
2985                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2986
2987                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2988
2989                 /*
2990                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2991                  *
2992                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2993                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2994                  */
2995                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2996                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2997                                 /*
2998                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2999                                  * may have freed the last object and be
3000                                  * waiting to release the slab.
3001                                  */
3002                                 __remove_partial(n, page);
3003                                 slab_unlock(page);
3004                                 discard_slab(s, page);
3005                         } else {
3006                                 list_move(&page->lru,
3007                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3008                         }
3009                 }
3010
3011                 /*
3012                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3013                  * first and the least used slabs at the end.
3014                  */
3015                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3016                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3017
3018                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3019         }
3020
3021         kfree(slabs_by_inuse);
3022         return 0;
3023 }
3024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3025
3026 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3027 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3028 {
3029         struct kmem_cache *s;
3030
3031         down_read(&slub_lock);
3032         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3033                 kmem_cache_shrink(s);
3034         up_read(&slub_lock);
3035
3036         return 0;
3037 }
3038
3039 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3040 {
3041         struct kmem_cache_node *n;
3042         struct kmem_cache *s;
3043         struct memory_notify *marg = arg;
3044         int offline_node;
3045
3046         offline_node = marg->status_change_nid;
3047
3048         /*
3049          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3050          * for it yet.
3051          */
3052         if (offline_node < 0)
3053                 return;
3054
3055         down_read(&slub_lock);
3056         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3057                 n = get_node(s, offline_node);
3058                 if (n) {
3059                         /*
3060                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3061                          * that is going down. We were unable to free them,
3062                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3063                          * callback. So, we must fail.
3064                          */
3065                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3066
3067                         s->node[offline_node] = NULL;
3068                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3069                 }
3070         }
3071         up_read(&slub_lock);
3072 }
3073
3074 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3075 {
3076         struct kmem_cache_node *n;
3077         struct kmem_cache *s;
3078         struct memory_notify *marg = arg;
3079         int nid = marg->status_change_nid;
3080         int ret = 0;
3081
3082         /*
3083          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3084          * already created. Nothing to do.
3085          */
3086         if (nid < 0)
3087                 return 0;
3088
3089         /*
3090          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3091          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3092          * online.
3093          */
3094         down_read(&slub_lock);
3095         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3096                 /*
3097                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3098                  *      since memory is not yet available from the node that
3099                  *      is brought up.
3100                  */
3101                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3102                 if (!n) {
3103                         ret = -ENOMEM;
3104                         goto out;
3105                 }
3106                 init_kmem_cache_node(n, s);
3107                 s->node[nid] = n;
3108         }
3109 out:
3110         up_read(&slub_lock);
3111         return ret;
3112 }
3113
3114 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3115                                 unsigned long action, void *arg)
3116 {
3117         int ret = 0;
3118
3119         switch (action) {
3120         case MEM_GOING_ONLINE:
3121                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3122                 break;
3123         case MEM_GOING_OFFLINE:
3124                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3125                 break;
3126         case MEM_OFFLINE:
3127         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3128                 slab_mem_offline_callback(arg);
3129                 break;
3130         case MEM_ONLINE:
3131         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3132                 break;
3133         }
3134         if (ret)
3135                 ret = notifier_from_errno(ret);
3136         else
3137                 ret = NOTIFY_OK;
3138         return ret;
3139 }
3140
3141 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3142
3143 /********************************************************************
3144  *                      Basic setup of slabs
3145  *******************************************************************/
3146
3147 /*
3148  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3149  * the page allocator
3150  */
3151
3152 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3153 {
3154         int node;
3155
3156         list_add(&s->list, &slab_caches);
3157         s->refcount = -1;
3158
3159         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3160                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3161                 struct page *p;
3162
3163                 if (n) {
3164                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3165                                 p->slab = s;
3166
3167 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3168                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3169                                 p->slab = s;
3170 #endif
3171                 }
3172         }
3173 }
3174
3175 void __init kmem_cache_init(void)
3176 {
3177         int i;
3178         int caches = 0;
3179         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3180         int order;
3181         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3182         unsigned long kmalloc_size;
3183
3184         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3185                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3186
3187         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3188         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3189         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3190         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3191
3192         /*
3193          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3194          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3195          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3196          */
3197         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3198
3199         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3200                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3201                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3202
3203         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3204
3205         /* Able to allocate the per node structures */
3206         slab_state = PARTIAL;
3207
3208         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3209         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3210                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3211         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3212         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3213
3214         /*
3215          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3216          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3217          * update any list pointers.
3218          */
3219         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3220
3221         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3222         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3223
3224         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3225
3226         caches++;
3227         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3228         caches++;
3229         /* Free temporary boot structure */
3230         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3231
3232         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3233
3234         /*
3235          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3236          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3237          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3238          *
3239          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3240          * handle the index determination for the smaller caches.
3241          *
3242          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3243          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3244          */
3245         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3246                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3247
3248         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3249                 int elem = size_index_elem(i);
3250                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3251                         break;
3252                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3253         }
3254
3255         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3256                 /*
3257                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3258                  * is 64 byte.
3259                  */
3260                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3261                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3262         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3263                 /*
3264                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3265                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3266                  * instead.
3267                  */
3268                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3269                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3270         }
3271
3272         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3273         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3274                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3275                 caches++;
3276         }
3277
3278         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3279                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3280                 caches++;
3281         }
3282
3283         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3284                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3285                 caches++;
3286         }
3287
3288         slab_state = UP;
3289
3290         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3291         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3292                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3293                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3294         }
3295
3296         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3297                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3298                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3299         }
3300
3301         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3302                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3303
3304                 BUG_ON(!s);
3305                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3306         }
3307
3308 #ifdef CONFIG_SMP
3309         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3310 #endif
3311
3312 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3313         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3314                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3315
3316                 if (s && s->size) {
3317                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3318                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3319
3320                         BUG_ON(!name);
3321                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3322                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3323                 }
3324         }
3325 #endif
3326         printk(KERN_INFO
3327                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3328                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3329                 caches, cache_line_size(),
3330                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3331                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3332 }
3333
3334 void __init kmem_cache_init_late(void)
3335 {
3336 }
3337
3338 /*
3339  * Find a mergeable slab cache
3340  */
3341 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3342 {
3343         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3344                 return 1;
3345
3346         if (s->ctor)
3347                 return 1;
3348
3349         /*
3350          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3351          */
3352         if (s->refcount < 0)
3353                 return 1;
3354
3355         return 0;
3356 }
3357
3358 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3359                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3360                 void (*ctor)(void *))
3361 {
3362         struct kmem_cache *s;
3363
3364         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3365                 return NULL;
3366
3367         if (ctor)
3368                 return NULL;
3369
3370         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3371         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3372         size = ALIGN(size, align);
3373         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3374
3375         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3376                 if (slab_unmergeable(s))
3377                         continue;
3378
3379                 if (size > s->size)
3380                         continue;
3381
3382                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3383                                 continue;
3384                 /*
3385                  * Check if alignment is compatible.
3386                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3387                  */
3388                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3389                         continue;
3390
3391                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3392                         continue;
3393
3394                 return s;
3395         }
3396         return NULL;
3397 }
3398
3399 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3400                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3401 {
3402         struct kmem_cache *s;
3403         char *n;
3404
3405         if (WARN_ON(!name))
3406                 return NULL;
3407
3408         down_write(&slub_lock);
3409         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3410         if (s) {
3411                 s->refcount++;
3412                 /*
3413                  * Adjust the object sizes so that we clear
3414                  * the complete object on kzalloc.
3415                  */
3416                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3417                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3418
3419                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3420                         s->refcount--;
3421                         goto err;
3422                 }
3423                 up_write(&slub_lock);
3424                 return s;
3425         }
3426
3427         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3428         if (!n)
3429                 goto err;
3430
3431         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3432         if (s) {
3433                 if (kmem_cache_open(s, n,
3434                                 size, align, flags, ctor)) {
3435                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3436                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3437                                 list_del(&s->list);
3438                                 kfree(n);
3439                                 kfree(s);
3440                                 goto err;
3441                         }
3442                         up_write(&slub_lock);
3443                         return s;
3444                 }
3445                 kfree(n);
3446                 kfree(s);
3447         }
3448 err:
3449         up_write(&slub_lock);
3450
3451         if (flags & SLAB_PANIC)
3452                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3453         else
3454                 s = NULL;
3455         return s;
3456 }
3457 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3458
3459 #ifdef CONFIG_SMP
3460 /*
3461  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3462  * necessary.
3463  */
3464 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3465                 unsigned long action, void *hcpu)
3466 {
3467         long cpu = (long)hcpu;
3468         struct kmem_cache *s;
3469         unsigned long flags;
3470
3471         switch (action) {
3472         case CPU_UP_CANCELED:
3473         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3474         case CPU_DEAD:
3475         case CPU_DEAD_FROZEN:
3476                 down_read(&slub_lock);
3477                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3478                         local_irq_save(flags);
3479                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3480                         local_irq_restore(flags);
3481                 }
3482                 up_read(&slub_lock);
3483                 break;
3484         default:
3485                 break;
3486         }
3487         return NOTIFY_OK;
3488 }
3489
3490 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3491         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3492 };
3493
3494 #endif
3495
3496 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3497 {
3498         struct kmem_cache *s;
3499         void *ret;
3500
3501         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3502                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3503
3504         s = get_slab(size, gfpflags);
3505
3506         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3507                 return s;
3508
3509         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3510
3511         /* Honor the call site pointer we received. */
3512         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3513
3514         return ret;
3515 }
3516
3517 #ifdef CONFIG_NUMA
3518 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3519                                         int node, unsigned long caller)
3520 {
3521         struct kmem_cache *s;
3522         void *ret;
3523
3524         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3525                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3526
3527                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3528                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3529                                    gfpflags, node);
3530
3531                 return ret;
3532         }
3533
3534         s = get_slab(size, gfpflags);
3535
3536         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3537                 return s;
3538
3539         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3540
3541         /* Honor the call site pointer we received. */
3542         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3543
3544         return ret;
3545 }
3546 #endif
3547
3548 #ifdef CONFIG_SYSFS
3549 static int count_inuse(struct page *page)
3550 {
3551         return page->inuse;
3552 }
3553
3554 static int count_total(struct page *page)
3555 {
3556         return page->objects;
3557 }
3558 #endif
3559
3560 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3561 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3562                                                 unsigned long *map)
3563 {
3564         void *p;
3565         void *addr = page_address(page);
3566
3567         if (!check_slab(s, page) ||
3568                         !on_freelist(s, page, NULL))
3569                 return 0;
3570
3571         /* Now we know that a valid freelist exists */
3572         bitmap_zero(map, page->objects);
3573
3574         get_map(s, page, map);
3575         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3576                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3577                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3578                                 return 0;
3579         }
3580
3581         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3582                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3583                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3584                                 return 0;
3585         return 1;
3586 }
3587
3588 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3589                                                 unsigned long *map)
3590 {
3591         if (slab_trylock(page)) {
3592                 validate_slab(s, page, map);
3593                 slab_unlock(page);
3594         } else
3595                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3596                         s->name, page);
3597 }
3598
3599 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3600                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3601 {
3602         unsigned long count = 0;
3603         struct page *page;
3604         unsigned long flags;
3605
3606         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3607
3608         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3609                 validate_slab_slab(s, page, map);
3610                 count++;
3611         }
3612         if (count != n->nr_partial)
3613                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3614                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3615
3616         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3617                 goto out;
3618
3619         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3620                 validate_slab_slab(s, page, map);
3621                 count++;
3622         }
3623         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3624                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3625                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3626                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3627
3628 out:
3629         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3630         return count;
3631 }
3632
3633 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3634 {
3635         int node;
3636         unsigned long count = 0;
3637         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3638                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3639
3640         if (!map)
3641                 return -ENOMEM;
3642
3643         flush_all(s);
3644         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3645                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3646
3647                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3648         }
3649         kfree(map);
3650         return count;
3651 }
3652 /*
3653  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3654  * and freed.
3655  */
3656
3657 struct location {
3658         unsigned long count;
3659         unsigned long addr;
3660         long long sum_time;
3661         long min_time;
3662         long max_time;
3663         long min_pid;
3664         long max_pid;
3665         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3666         nodemask_t nodes;
3667 };
3668
3669 struct loc_track {
3670         unsigned long max;
3671         unsigned long count;
3672         struct location *loc;
3673 };
3674
3675 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3676 {
3677         if (t->max)
3678                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3679                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3680 }
3681
3682 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3683 {
3684         struct location *l;
3685         int order;
3686
3687         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3688
3689         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3690         if (!l)
3691                 return 0;
3692
3693         if (t->count) {
3694                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3695                 free_loc_track(t);
3696         }
3697         t->max = max;
3698         t->loc = l;
3699         return 1;
3700 }
3701
3702 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3703                                 const struct track *track)
3704 {
3705         long start, end, pos;
3706         struct location *l;
3707         unsigned long caddr;
3708         unsigned long age = jiffies - track->when;
3709
3710         start = -1;
3711         end = t->count;
3712
3713         for ( ; ; ) {
3714                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3715
3716                 /*
3717                  * There is nothing at "end". If we end up there
3718                  * we need to add something to before end.
3719                  */
3720                 if (pos == end)
3721                         break;
3722
3723                 caddr = t->loc[pos].addr;
3724                 if (track->addr == caddr) {
3725
3726                         l = &t->loc[pos];
3727                         l->count++;
3728                         if (track->when) {
3729                                 l->sum_time += age;
3730                                 if (age < l->min_time)
3731                                         l->min_time = age;
3732                                 if (age > l->max_time)
3733                                         l->max_time = age;
3734
3735                                 if (track->pid < l->min_pid)
3736                                         l->min_pid = track->pid;
3737                                 if (track->pid > l->max_pid)
3738                                         l->max_pid = track->pid;
3739
3740                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3741                                                 to_cpumask(l->cpus));
3742                         }
3743                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3744                         return 1;
3745                 }
3746
3747                 if (track->addr < caddr)
3748                         end = pos;
3749                 else
3750                         start = pos;
3751         }
3752
3753         /*
3754          * Not found. Insert new tracking element.
3755          */
3756         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3757                 return 0;
3758
3759         l = t->loc + pos;
3760         if (pos < t->count)
3761                 memmove(l + 1, l,
3762                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3763         t->count++;
3764         l->count = 1;
3765         l->addr = track->addr;
3766         l->sum_time = age;
3767         l->min_time = age;
3768         l->max_time = age;
3769         l->min_pid = track->pid;
3770         l->max_pid = track->pid;
3771         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3772         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3773         nodes_clear(l->nodes);
3774         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3775         return 1;
3776 }
3777
3778 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3779                 struct page *page, enum track_item alloc,
3780                 unsigned long *map)
3781 {
3782         void *addr = page_address(page);
3783         void *p;
3784
3785         bitmap_zero(map, page->objects);
3786         get_map(s, page, map);
3787
3788         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3789                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3790                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3791 }
3792
3793 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3794                                         enum track_item alloc)
3795 {
3796         int len = 0;
3797         unsigned long i;
3798         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3799         int node;
3800         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3801                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3802
3803         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3804                                      GFP_TEMPORARY)) {
3805                 kfree(map);
3806                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3807         }
3808         /* Push back cpu slabs */
3809         flush_all(s);
3810
3811         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3812                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3813                 unsigned long flags;
3814                 struct page *page;
3815
3816                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3817                         continue;
3818
3819                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3820                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3821                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3822                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3823                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3824                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3825         }
3826
3827         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3828                 struct location *l = &t.loc[i];
3829
3830                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3831                         break;
3832                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3833
3834                 if (l->addr)
3835                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3836                 else
3837                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3838
3839                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3840                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3841                                 l->min_time,
3842                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3843                                 l->max_time);
3844                 } else
3845                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3846                                 l->min_time);
3847
3848                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3849                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3850                                 l->min_pid, l->max_pid);
3851                 else
3852                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3853                                 l->min_pid);
3854
3855                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3856                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3857                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3858                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3859                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3860                                                  to_cpumask(l->cpus));
3861                 }
3862
3863                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3864                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3865                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3866                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3867                                         l->nodes);
3868                 }
3869
3870                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3871         }
3872
3873         free_loc_track(&t);
3874         kfree(map);
3875         if (!t.count)
3876                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3877         return len;
3878 }
3879 #endif
3880
3881 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3882 static void resiliency_test(void)
3883 {
3884         u8 *p;
3885
3886         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3887
3888         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3889         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3890         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3891
3892         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3893         p[16] = 0x12;
3894         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3895                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3896
3897         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3898
3899         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3900         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3901         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3902         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3903                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3904         printk(KERN_ERR
3905                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3906
3907         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3908         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3909         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3910         *p = 0x56;
3911         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3912                                                                         p);
3913         printk(KERN_ERR
3914                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3915         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3916
3917         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3918         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3919         kfree(p);
3920         *p = 0x78;
3921         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3922         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3923
3924         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3925         kfree(p);
3926         p[50] = 0x9a;
3927         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3928                         p);
3929         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3930
3931         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3932         kfree(p);
3933         p[512] = 0xab;
3934         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3935         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3936 }
3937 #else
3938 #ifdef CONFIG_SYSFS
3939 static void resiliency_test(void) {};
3940 #endif
3941 #endif
3942
3943 #ifdef CONFIG_SYSFS
3944 enum slab_stat_type {
3945         SL_ALL,                 /* All slabs */
3946         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3947         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3948         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3949         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3950 };
3951
3952 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3953 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3954 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3955 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3956 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3957
3958 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3959                             char *buf, unsigned long flags)
3960 {
3961         unsigned long total = 0;
3962         int node;
3963         int x;
3964         unsigned long *nodes;
3965         unsigned long *per_cpu;
3966
3967         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3968         if (!nodes)
3969                 return -ENOMEM;
3970         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3971
3972         if (flags & SO_CPU) {
3973                 int cpu;
3974
3975                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3976                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3977
3978                         if (!c || c->node < 0)
3979                                 continue;
3980
3981                         if (c->page) {
3982                                         if (flags & SO_TOTAL)
3983                                                 x = c->page->objects;
3984                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3985                                         x = c->page->inuse;
3986                                 else
3987                                         x = 1;
3988
3989                                 total += x;
3990                                 nodes[c->node] += x;
3991                         }
3992                         per_cpu[c->node]++;
3993                 }
3994         }
3995
3996         lock_memory_hotplug();
3997 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3998         if (flags & SO_ALL) {
3999                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4000                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4001
4002                 if (flags & SO_TOTAL)
4003                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4004                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4005                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4006                                 count_partial(n, count_free);
4007
4008                         else
4009                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4010                         total += x;
4011                         nodes[node] += x;
4012                 }
4013
4014         } else
4015 #endif
4016         if (flags & SO_PARTIAL) {
4017                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4018                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4019
4020                         if (flags & SO_TOTAL)
4021                                 x = count_partial(n, count_total);
4022                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4023                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4024                         else
4025                                 x = n->nr_partial;
4026                         total += x;
4027                         nodes[node] += x;
4028                 }
4029         }
4030         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4031 #ifdef CONFIG_NUMA
4032         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4033                 if (nodes[node])
4034                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4035                                         node, nodes[node]);
4036 #endif
4037         unlock_memory_hotplug();
4038         kfree(nodes);
4039         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4040 }
4041
4042 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4043 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4044 {
4045         int node;
4046
4047         for_each_online_node(node) {
4048                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4049
4050                 if (!n)
4051                         continue;
4052
4053                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4054                         return 1;
4055         }
4056         return 0;
4057 }
4058 #endif
4059
4060 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4061 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4062
4063 struct slab_attribute {
4064         struct attribute attr;
4065         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4066         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4067 };
4068
4069 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4070         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4071
4072 #define SLAB_ATTR(_name) \
4073         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4074         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4075
4076 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4077 {
4078         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4079 }
4080 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4081
4082 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4083 {
4084         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4085 }
4086 SLAB_ATTR_RO(align);
4087
4088 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4089 {
4090         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4091 }
4092 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4093
4094 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4095 {
4096         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4097 }
4098 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4099
4100 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4101                                 const char *buf, size_t length)
4102 {
4103         unsigned long order;
4104         int err;
4105
4106         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4107         if (err)
4108                 return err;
4109
4110         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4111                 return -EINVAL;
4112
4113         calculate_sizes(s, order);
4114         return length;
4115 }
4116
4117 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4118 {
4119         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4120 }
4121 SLAB_ATTR(order);
4122
4123 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4124 {
4125         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4126 }
4127
4128 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4129                                  size_t length)
4130 {
4131         unsigned long min;
4132         int err;
4133
4134         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4135         if (err)
4136                 return err;
4137
4138         set_min_partial(s, min);
4139         return length;
4140 }
4141 SLAB_ATTR(min_partial);
4142
4143 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4144 {
4145         if (!s->ctor)
4146                 return 0;
4147         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4148 }
4149 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4150
4151 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4152 {
4153         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4154 }
4155 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4156
4157 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4158 {
4159         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4160 }
4161 SLAB_ATTR_RO(partial);
4162
4163 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4164 {
4165         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4166 }
4167 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4168
4169 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4170 {
4171         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4172 }
4173 SLAB_ATTR_RO(objects);
4174
4175 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4176 {
4177         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4178 }
4179 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4180
4181 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4182 {
4183         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4184 }
4185
4186 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4187                                 const char *buf, size_t length)
4188 {
4189         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4190         if (buf[0] == '1')
4191                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4192         return length;
4193 }
4194 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4195
4196 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4197 {
4198         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4199 }
4200 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4201
4202 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4203 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4204 {
4205         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4206 }
4207 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4208 #endif
4209
4210 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4211 {
4212         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4213 }
4214 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4215
4216 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4217 {
4218         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4219 }
4220 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4221
4222 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4223 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4224 {
4225         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4226 }
4227 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4228
4229 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4230 {
4231         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4232 }
4233 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4234
4235 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4236 {
4237         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4238 }
4239
4240 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4241                                 const char *buf, size_t length)
4242 {
4243         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4244         if (buf[0] == '1')
4245                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4246         return length;
4247 }
4248 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4249
4250 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4251 {
4252         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4253 }
4254
4255 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4256                                                         size_t length)
4257 {
4258         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4259         if (buf[0] == '1')
4260                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4261         return length;
4262 }
4263 SLAB_ATTR(trace);
4264
4265 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4266 {
4267         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4268 }
4269
4270 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4271                                 const char *buf, size_t length)
4272 {
4273         if (any_slab_objects(s))
4274                 return -EBUSY;
4275
4276         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4277         if (buf[0] == '1')
4278                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4279         calculate_sizes(s, -1);
4280         return length;
4281 }
4282 SLAB_ATTR(red_zone);
4283
4284 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4285 {
4286         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4287 }
4288
4289 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4290                                 const char *buf, size_t length)
4291 {
4292         if (any_slab_objects(s))
4293                 return -EBUSY;
4294
4295         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4296         if (buf[0] == '1')
4297                 s->flags |= SLAB_POISON;
4298         calculate_sizes(s, -1);
4299         return length;
4300 }
4301 SLAB_ATTR(poison);
4302
4303 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4304 {
4305         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4306 }
4307
4308 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4309                                 const char *buf, size_t length)
4310 {
4311         if (any_slab_objects(s))
4312                 return -EBUSY;
4313
4314         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4315         if (buf[0] == '1')
4316                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4317         calculate_sizes(s, -1);
4318         return length;
4319 }
4320 SLAB_ATTR(store_user);
4321
4322 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4323 {
4324         return 0;
4325 }
4326
4327 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4328                         const char *buf, size_t length)
4329 {
4330         int ret = -EINVAL;
4331
4332         if (buf[0] == '1') {
4333                 ret = validate_slab_cache(s);
4334                 if (ret >= 0)
4335                         ret = length;
4336         }
4337         return ret;
4338 }
4339 SLAB_ATTR(validate);
4340
4341 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4342 {
4343         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4344                 return -ENOSYS;
4345         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4346 }
4347 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4348
4349 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4350 {
4351         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4352                 return -ENOSYS;
4353         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4354 }
4355 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4356 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4357
4358 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4359 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4360 {
4361         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4362 }
4363
4364 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4365                                                         size_t length)
4366 {
4367         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4368         if (buf[0] == '1')
4369                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4370         return length;
4371 }
4372 SLAB_ATTR(failslab);
4373 #endif
4374
4375 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4376 {
4377         return 0;
4378 }
4379
4380 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4381                         const char *buf, size_t length)
4382 {
4383         if (buf[0] == '1') {
4384                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4385
4386                 if (rc)
4387                         return rc;
4388         } else
4389                 return -EINVAL;
4390         return length;
4391 }
4392 SLAB_ATTR(shrink);
4393
4394 #ifdef CONFIG_NUMA
4395 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4396 {
4397         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4398 }
4399
4400 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4401                                 const char *buf, size_t length)
4402 {
4403         unsigned long ratio;
4404         int err;
4405
4406         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4407         if (err)
4408                 return err;
4409
4410         if (ratio <= 100)
4411                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4412
4413         return length;
4414 }
4415 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4416 #endif
4417
4418 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4419 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4420 {
4421         unsigned long sum  = 0;
4422         int cpu;
4423         int len;
4424         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4425
4426         if (!data)
4427                 return -ENOMEM;
4428
4429         for_each_online_cpu(cpu) {
4430                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4431
4432                 data[cpu] = x;
4433                 sum += x;
4434         }
4435
4436         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4437
4438 #ifdef CONFIG_SMP
4439         for_each_online_cpu(cpu) {
4440                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4441                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4442         }
4443 #endif
4444         kfree(data);
4445         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4446 }
4447
4448 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4449 {
4450         int cpu;
4451
4452         for_each_online_cpu(cpu)
4453                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4454 }
4455
4456 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4457 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4458 {                                                               \
4459         return show_stat(s, buf, si);                           \
4460 }                                                               \
4461 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4462                                 const char *buf, size_t length) \
4463 {                                                               \
4464         if (buf[0] != '0')                                      \
4465                 return -EINVAL;                                 \
4466         clear_stat(s, si);                                      \
4467         return length;                                          \
4468 }                                                               \
4469 SLAB_ATTR(text);                                                \
4470
4471 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4472 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4473 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4474 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4475 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4476 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4477 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4478 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4479 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4480 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4481 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4482 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4483 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4484 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4485 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4486 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4487 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4488 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4489 #endif
4490
4491 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4492         &slab_size_attr.attr,
4493         &object_size_attr.attr,
4494         &objs_per_slab_attr.attr,
4495         &order_attr.attr,
4496         &min_partial_attr.attr,
4497         &objects_attr.attr,
4498         &objects_partial_attr.attr,
4499         &partial_attr.attr,
4500         &cpu_slabs_attr.attr,
4501         &ctor_attr.attr,
4502         &aliases_attr.attr,
4503         &align_attr.attr,
4504         &hwcache_align_attr.attr,
4505         &reclaim_account_attr.attr,
4506         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4507         &shrink_attr.attr,
4508         &reserved_attr.attr,
4509 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4510         &total_objects_attr.attr,
4511         &slabs_attr.attr,
4512         &sanity_checks_attr.attr,
4513         &trace_attr.attr,
4514         &red_zone_attr.attr,
4515         &poison_attr.attr,
4516         &store_user_attr.attr,
4517         &validate_attr.attr,
4518         &alloc_calls_attr.attr,
4519         &free_calls_attr.attr,
4520 #endif
4521 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4522         &cache_dma_attr.attr,
4523 #endif
4524 #ifdef CONFIG_NUMA
4525         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4526 #endif
4527 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4528         &alloc_fastpath_attr.attr,
4529         &alloc_slowpath_attr.attr,
4530         &free_fastpath_attr.attr,
4531         &free_slowpath_attr.attr,
4532         &free_frozen_attr.attr,
4533         &free_add_partial_attr.attr,
4534         &free_remove_partial_attr.attr,
4535         &alloc_from_partial_attr.attr,
4536         &alloc_slab_attr.attr,
4537         &alloc_refill_attr.attr,
4538         &free_slab_attr.attr,
4539         &cpuslab_flush_attr.attr,
4540         &deactivate_full_attr.attr,
4541         &deactivate_empty_attr.attr,
4542         &deactivate_to_head_attr.attr,
4543         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4544         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4545         &order_fallback_attr.attr,
4546 #endif
4547 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4548         &failslab_attr.attr,
4549 #endif
4550
4551         NULL
4552 };
4553
4554 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4555         .attrs = slab_attrs,
4556 };
4557
4558 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4559                                 struct attribute *attr,
4560                                 char *buf)
4561 {
4562         struct slab_attribute *attribute;
4563         struct kmem_cache *s;
4564         int err;
4565
4566         attribute = to_slab_attr(attr);
4567         s = to_slab(kobj);
4568
4569         if (!attribute->show)
4570                 return -EIO;
4571
4572         err = attribute->show(s, buf);
4573
4574         return err;
4575 }
4576
4577 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4578                                 struct attribute *attr,
4579                                 const char *buf, size_t len)
4580 {
4581         struct slab_attribute *attribute;
4582         struct kmem_cache *s;
4583         int err;
4584
4585         attribute = to_slab_attr(attr);
4586         s = to_slab(kobj);
4587
4588         if (!attribute->store)
4589                 return -EIO;
4590
4591         err = attribute->store(s, buf, len);
4592
4593         return err;
4594 }
4595
4596 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4597 {
4598         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4599
4600         kfree(s->name);
4601         kfree(s);
4602 }
4603
4604 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4605         .show = slab_attr_show,
4606         .store = slab_attr_store,
4607 };
4608
4609 static struct kobj_type slab_ktype = {
4610         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4611         .release = kmem_cache_release
4612 };
4613
4614 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4615 {
4616         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4617
4618         if (ktype == &slab_ktype)
4619                 return 1;
4620         return 0;
4621 }
4622
4623 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4624         .filter = uevent_filter,
4625 };
4626
4627 static struct kset *slab_kset;
4628
4629 #define ID_STR_LENGTH 64
4630
4631 /* Create a unique string id for a slab cache:
4632  *
4633  * Format       :[flags-]size
4634  */
4635 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4636 {
4637         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4638         char *p = name;
4639
4640         BUG_ON(!name);
4641
4642         *p++ = ':';
4643         /*
4644          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4645          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4646          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4647          * are matched during merging to guarantee that the id is
4648          * unique.
4649          */
4650         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4651                 *p++ = 'd';
4652         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4653                 *p++ = 'a';
4654         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4655                 *p++ = 'F';
4656         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4657                 *p++ = 't';
4658         if (p != name + 1)
4659                 *p++ = '-';
4660         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4661         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4662         return name;
4663 }
4664
4665 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4666 {
4667         int err;
4668         const char *name;
4669         int unmergeable;
4670
4671         if (slab_state < SYSFS)
4672                 /* Defer until later */
4673                 return 0;
4674
4675         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4676         if (unmergeable) {
4677                 /*
4678                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4679                  * This is typically the case for debug situations. In that
4680                  * case we can catch duplicate names easily.
4681                  */
4682                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4683                 name = s->name;
4684         } else {
4685                 /*
4686                  * Create a unique name for the slab as a target
4687                  * for the symlinks.
4688                  */
4689                 name = create_unique_id(s);
4690         }
4691
4692         s->kobj.kset = slab_kset;
4693         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4694         if (err) {
4695                 kobject_put(&s->kobj);
4696                 return err;
4697         }
4698
4699         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4700         if (err) {
4701                 kobject_del(&s->kobj);
4702                 kobject_put(&s->kobj);
4703                 return err;
4704         }
4705         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4706         if (!unmergeable) {
4707                 /* Setup first alias */
4708                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4709                 kfree(name);
4710         }
4711         return 0;
4712 }
4713
4714 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4715 {
4716         if (slab_state < SYSFS)
4717                 /*
4718                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4719                  * cache from sysfs.
4720                  */
4721                 return;
4722
4723         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4724         kobject_del(&s->kobj);
4725         kobject_put(&s->kobj);
4726 }
4727
4728 /*
4729  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4730  * available lest we lose that information.
4731  */
4732 struct saved_alias {
4733         struct kmem_cache *s;
4734         const char *name;
4735         struct saved_alias *next;
4736 };
4737
4738 static struct saved_alias *alias_list;
4739
4740 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4741 {
4742         struct saved_alias *al;
4743
4744         if (slab_state == SYSFS) {
4745                 /*
4746                  * If we have a leftover link then remove it.
4747                  */
4748                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4749                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4750         }
4751
4752         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4753         if (!al)
4754                 return -ENOMEM;
4755
4756         al->s = s;
4757         al->name = name;
4758         al->next = alias_list;
4759         alias_list = al;
4760         return 0;
4761 }
4762
4763 static int __init slab_sysfs_init(void)
4764 {
4765         struct kmem_cache *s;
4766         int err;
4767
4768         down_write(&slub_lock);
4769
4770         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4771         if (!slab_kset) {
4772                 up_write(&slub_lock);
4773                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4774                 return -ENOSYS;
4775         }
4776
4777         slab_state = SYSFS;
4778
4779         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4780                 err = sysfs_slab_add(s);
4781                 if (err)
4782                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4783                                                 " to sysfs\n", s->name);
4784         }
4785
4786         while (alias_list) {
4787                 struct saved_alias *al = alias_list;
4788
4789                 alias_list = alias_list->next;
4790                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4791                 if (err)
4792                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4793                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4794                 kfree(al);
4795         }
4796
4797         up_write(&slub_lock);
4798         resiliency_test();
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 __initcall(slab_sysfs_init);
4803 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4804
4805 /*
4806  * The /proc/slabinfo ABI
4807  */
4808 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4809 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4810 {
4811         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4812         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4813                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4814         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4815         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4816         seq_putc(m, '\n');
4817 }
4818
4819 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4820 {
4821         loff_t n = *pos;
4822
4823         down_read(&slub_lock);
4824         if (!n)
4825                 print_slabinfo_header(m);
4826
4827         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4828 }
4829
4830 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4831 {
4832         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4833 }
4834
4835 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4836 {
4837         up_read(&slub_lock);
4838 }
4839
4840 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4841 {
4842         unsigned long nr_partials = 0;
4843         unsigned long nr_slabs = 0;
4844         unsigned long nr_inuse = 0;
4845         unsigned long nr_objs = 0;
4846         unsigned long nr_free = 0;
4847         struct kmem_cache *s;
4848         int node;
4849
4850         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4851
4852         for_each_online_node(node) {
4853                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4854
4855                 if (!n)
4856                         continue;
4857
4858                 nr_partials += n->nr_partial;
4859                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4860                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4861                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4862         }
4863
4864         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4865
4866         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4867                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4868                    (1 << oo_order(s->oo)));
4869         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4870         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4871                    0UL);
4872         seq_putc(m, '\n');
4873         return 0;
4874 }
4875
4876 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4877         .start = s_start,
4878         .next = s_next,
4879         .stop = s_stop,
4880         .show = s_show,
4881 };
4882
4883 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4884 {
4885         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4886 }
4887
4888 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4889         .open           = slabinfo_open,
4890         .read           = seq_read,
4891         .llseek         = seq_lseek,
4892         .release        = seq_release,
4893 };
4894
4895 static int __init slab_proc_init(void)
4896 {
4897         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4898         return 0;
4899 }
4900 module_init(slab_proc_init);
4901 #endif /* CONFIG_SLABINFO */