memcg: simplify LRU handling by new rule
[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 or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32
33 #include <trace/events/kmem.h>
34
35 /*
36  * Lock order:
37  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
38  *   2. node->list_lock
39  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
40  *
41  *   slub_lock
42  *
43  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
44  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
45  *
46  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
47  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
48  *   double word in the page struct. Meaning
49  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
50  *      B. page->counters       -> Counters of objects
51  *      C. page->frozen         -> frozen state
52  *
53  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
54  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
55  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
56  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
57  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
58  *
59  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
60  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
61  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
62  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
63  *   modified without taking the list lock).
64  *
65  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
66  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
67  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
68  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
69  *   the list lock.
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 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
199 struct track {
200         unsigned long addr;     /* Called from address */
201 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
202         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
203 #endif
204         int cpu;                /* Was running on cpu */
205         int pid;                /* Pid context */
206         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
207 };
208
209 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
210
211 #ifdef CONFIG_SYSFS
212 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
213 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
215
216 #else
217 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
218 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
219                                                         { return 0; }
220 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
221 {
222         kfree(s->name);
223         kfree(s);
224 }
225
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 int slab_is_available(void)
240 {
241         return slab_state >= UP;
242 }
243
244 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
245 {
246         return s->node[node];
247 }
248
249 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
250 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
251                                 struct page *page, const void *object)
252 {
253         void *base;
254
255         if (!object)
256                 return 1;
257
258         base = page_address(page);
259         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
260                 (object - base) % s->size) {
261                 return 0;
262         }
263
264         return 1;
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return *(void **)(object + s->offset);
270 }
271
272 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         void *p;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
277         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
278 #else
279         p = get_freepointer(s, object);
280 #endif
281         return p;
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Determine object index from a given position */
295 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
296 {
297         return (p - addr) / s->size;
298 }
299
300 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
301 {
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303         /*
304          * Debugging requires use of the padding between object
305          * and whatever may come after it.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
308                 return s->objsize;
309
310 #endif
311         /*
312          * If we have the need to store the freelist pointer
313          * back there or track user information then we can
314          * only use the space before that information.
315          */
316         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
317                 return s->inuse;
318         /*
319          * Else we can use all the padding etc for the allocation
320          */
321         return s->size;
322 }
323
324 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
325 {
326         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
330                 unsigned long size, int reserved)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
370     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
371         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
372                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
373                         freelist_old, counters_old,
374                         freelist_new, counters_new))
375                 return 1;
376         } else
377 #endif
378         {
379                 slab_lock(page);
380                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
381                         page->freelist = freelist_new;
382                         page->counters = counters_new;
383                         slab_unlock(page);
384                         return 1;
385                 }
386                 slab_unlock(page);
387         }
388
389         cpu_relax();
390         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
391
392 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
393         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
394 #endif
395
396         return 0;
397 }
398
399 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
400                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
401                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
402                 const char *n)
403 {
404 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
405     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
406         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
407                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
408                         freelist_old, counters_old,
409                         freelist_new, counters_new))
410                 return 1;
411         } else
412 #endif
413         {
414                 unsigned long flags;
415
416                 local_irq_save(flags);
417                 slab_lock(page);
418                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
419                         page->freelist = freelist_new;
420                         page->counters = counters_new;
421                         slab_unlock(page);
422                         local_irq_restore(flags);
423                         return 1;
424                 }
425                 slab_unlock(page);
426                 local_irq_restore(flags);
427         }
428
429         cpu_relax();
430         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
431
432 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
433         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
434 #endif
435
436         return 0;
437 }
438
439 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
440 /*
441  * Determine a map of object in use on a page.
442  *
443  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
444  * not vanish from under us.
445  */
446 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
447 {
448         void *p;
449         void *addr = page_address(page);
450
451         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
452                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
453 }
454
455 /*
456  * Debug settings:
457  */
458 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
459 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
460 #else
461 static int slub_debug;
462 #endif
463
464 static char *slub_debug_slabs;
465 static int disable_higher_order_debug;
466
467 /*
468  * Object debugging
469  */
470 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
471 {
472         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
473                         length, 1);
474 }
475
476 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
477         enum track_item alloc)
478 {
479         struct track *p;
480
481         if (s->offset)
482                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
483         else
484                 p = object + s->inuse;
485
486         return p + alloc;
487 }
488
489 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
490                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
491 {
492         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
493
494         if (addr) {
495 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
496                 struct stack_trace trace;
497                 int i;
498
499                 trace.nr_entries = 0;
500                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
501                 trace.entries = p->addrs;
502                 trace.skip = 3;
503                 save_stack_trace(&trace);
504
505                 /* See rant in lockdep.c */
506                 if (trace.nr_entries != 0 &&
507                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
508                         trace.nr_entries--;
509
510                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
511                         p->addrs[i] = 0;
512 #endif
513                 p->addr = addr;
514                 p->cpu = smp_processor_id();
515                 p->pid = current->pid;
516                 p->when = jiffies;
517         } else
518                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
519 }
520
521 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
522 {
523         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
524                 return;
525
526         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
527         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
528 }
529
530 static void print_track(const char *s, struct track *t)
531 {
532         if (!t->addr)
533                 return;
534
535         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
536                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
537 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
538         {
539                 int i;
540                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
541                         if (t->addrs[i])
542                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
543                         else
544                                 break;
545         }
546 #endif
547 }
548
549 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
550 {
551         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
552                 return;
553
554         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
555         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
556 }
557
558 static void print_page_info(struct page *page)
559 {
560         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
561                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
562
563 }
564
565 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
566 {
567         va_list args;
568         char buf[100];
569
570         va_start(args, fmt);
571         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
572         va_end(args);
573         printk(KERN_ERR "========================================"
574                         "=====================================\n");
575         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
576         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
577                         "-------------------------------------\n\n");
578 }
579
580 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
581 {
582         va_list args;
583         char buf[100];
584
585         va_start(args, fmt);
586         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
587         va_end(args);
588         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
589 }
590
591 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
592 {
593         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
594         u8 *addr = page_address(page);
595
596         print_tracking(s, p);
597
598         print_page_info(page);
599
600         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
601                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
602
603         if (p > addr + 16)
604                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
605
606         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
607                                 PAGE_SIZE));
608         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
609                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
610                         s->inuse - s->objsize);
611
612         if (s->offset)
613                 off = s->offset + sizeof(void *);
614         else
615                 off = s->inuse;
616
617         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
618                 off += 2 * sizeof(struct track);
619
620         if (off != s->size)
621                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
622                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
623
624         dump_stack();
625 }
626
627 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
628                         u8 *object, char *reason)
629 {
630         slab_bug(s, "%s", reason);
631         print_trailer(s, page, object);
632 }
633
634 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
635 {
636         va_list args;
637         char buf[100];
638
639         va_start(args, fmt);
640         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
641         va_end(args);
642         slab_bug(s, "%s", buf);
643         print_page_info(page);
644         dump_stack();
645 }
646
647 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
648 {
649         u8 *p = object;
650
651         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
652                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
653                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
654         }
655
656         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
657                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
658 }
659
660 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
661                                                 void *from, void *to)
662 {
663         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
664         memset(from, data, to - from);
665 }
666
667 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
668                         u8 *object, char *what,
669                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
670 {
671         u8 *fault;
672         u8 *end;
673
674         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
675         if (!fault)
676                 return 1;
677
678         end = start + bytes;
679         while (end > fault && end[-1] == value)
680                 end--;
681
682         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
683         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
684                                         fault, end - 1, fault[0], value);
685         print_trailer(s, page, object);
686
687         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
688         return 0;
689 }
690
691 /*
692  * Object layout:
693  *
694  * object address
695  *      Bytes of the object to be managed.
696  *      If the freepointer may overlay the object then the free
697  *      pointer is the first word of the object.
698  *
699  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
700  *      0xa5 (POISON_END)
701  *
702  * object + s->objsize
703  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
704  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
705  *      objsize == inuse.
706  *
707  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
708  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
709  *
710  * object + s->inuse
711  *      Meta data starts here.
712  *
713  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
714  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
715  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
716  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
717  *              before the word boundary.
718  *
719  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
720  *
721  * object + s->size
722  *      Nothing is used beyond s->size.
723  *
724  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
725  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
726  * may be used with merged slabcaches.
727  */
728
729 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
730 {
731         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
732
733         if (s->offset)
734                 /* Freepointer is placed after the object. */
735                 off += sizeof(void *);
736
737         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
738                 /* We also have user information there */
739                 off += 2 * sizeof(struct track);
740
741         if (s->size == off)
742                 return 1;
743
744         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
745                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
746 }
747
748 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
749 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
750 {
751         u8 *start;
752         u8 *fault;
753         u8 *end;
754         int length;
755         int remainder;
756
757         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
758                 return 1;
759
760         start = page_address(page);
761         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
762         end = start + length;
763         remainder = length % s->size;
764         if (!remainder)
765                 return 1;
766
767         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
768         if (!fault)
769                 return 1;
770         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
771                 end--;
772
773         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
774         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
775
776         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
777         return 0;
778 }
779
780 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
781                                         void *object, u8 val)
782 {
783         u8 *p = object;
784         u8 *endobject = object + s->objsize;
785
786         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
787                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
788                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
789                         return 0;
790         } else {
791                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
792                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
793                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
794                 }
795         }
796
797         if (s->flags & SLAB_POISON) {
798                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
799                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
800                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
801                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
802                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
803                         return 0;
804                 /*
805                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
806                  */
807                 check_pad_bytes(s, page, p);
808         }
809
810         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
811                 /*
812                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
813                  * freepointer while object is allocated.
814                  */
815                 return 1;
816
817         /* Check free pointer validity */
818         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
819                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
820                 /*
821                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
822                  * of the free objects in this slab. May cause
823                  * another error because the object count is now wrong.
824                  */
825                 set_freepointer(s, p, NULL);
826                 return 0;
827         }
828         return 1;
829 }
830
831 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
832 {
833         int maxobj;
834
835         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
836
837         if (!PageSlab(page)) {
838                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
839                 return 0;
840         }
841
842         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
843         if (page->objects > maxobj) {
844                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
845                         s->name, page->objects, maxobj);
846                 return 0;
847         }
848         if (page->inuse > page->objects) {
849                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
850                         s->name, page->inuse, page->objects);
851                 return 0;
852         }
853         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
854         slab_pad_check(s, page);
855         return 1;
856 }
857
858 /*
859  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
860  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
861  */
862 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
863 {
864         int nr = 0;
865         void *fp;
866         void *object = NULL;
867         unsigned long max_objects;
868
869         fp = page->freelist;
870         while (fp && nr <= page->objects) {
871                 if (fp == search)
872                         return 1;
873                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
874                         if (object) {
875                                 object_err(s, page, object,
876                                         "Freechain corrupt");
877                                 set_freepointer(s, object, NULL);
878                                 break;
879                         } else {
880                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
881                                 page->freelist = NULL;
882                                 page->inuse = page->objects;
883                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
884                                 return 0;
885                         }
886                         break;
887                 }
888                 object = fp;
889                 fp = get_freepointer(s, object);
890                 nr++;
891         }
892
893         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
894         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
895                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
896
897         if (page->objects != max_objects) {
898                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
899                         "should be %d", page->objects, max_objects);
900                 page->objects = max_objects;
901                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
902         }
903         if (page->inuse != page->objects - nr) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
905                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
906                 page->inuse = page->objects - nr;
907                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
908         }
909         return search == NULL;
910 }
911
912 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
913                                                                 int alloc)
914 {
915         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
916                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
917                         s->name,
918                         alloc ? "alloc" : "free",
919                         object, page->inuse,
920                         page->freelist);
921
922                 if (!alloc)
923                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
924
925                 dump_stack();
926         }
927 }
928
929 /*
930  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
931  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
932  */
933 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
934 {
935         flags &= gfp_allowed_mask;
936         lockdep_trace_alloc(flags);
937         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
938
939         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
940 }
941
942 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
943 {
944         flags &= gfp_allowed_mask;
945         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
946         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
947 }
948
949 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
950 {
951         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
952
953         /*
954          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
955          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
956          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
957          */
958 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
959         {
960                 unsigned long flags;
961
962                 local_irq_save(flags);
963                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
964                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
965                 local_irq_restore(flags);
966         }
967 #endif
968         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
969                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
970 }
971
972 /*
973  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
974  *
975  * list_lock must be held.
976  */
977 static void add_full(struct kmem_cache *s,
978         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
979 {
980         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
981                 return;
982
983         list_add(&page->lru, &n->full);
984 }
985
986 /*
987  * list_lock must be held.
988  */
989 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
990 {
991         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
992                 return;
993
994         list_del(&page->lru);
995 }
996
997 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
998 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1003 }
1004
1005 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1006 {
1007         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1008 }
1009
1010 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1011 {
1012         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1013
1014         /*
1015          * May be called early in order to allocate a slab for the
1016          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1017          * dilemma by deferring the increment of the count during
1018          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1019          */
1020         if (n) {
1021                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1022                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1023         }
1024 }
1025 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1026 {
1027         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1028
1029         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1030         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1031 }
1032
1033 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1034 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1035                                                                 void *object)
1036 {
1037         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1038                 return;
1039
1040         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1041         init_tracking(s, object);
1042 }
1043
1044 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1045                                         void *object, unsigned long addr)
1046 {
1047         if (!check_slab(s, page))
1048                 goto bad;
1049
1050         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1051                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1052                 goto bad;
1053         }
1054
1055         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1056                 goto bad;
1057
1058         /* Success perform special debug activities for allocs */
1059         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1060                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1061         trace(s, page, object, 1);
1062         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1063         return 1;
1064
1065 bad:
1066         if (PageSlab(page)) {
1067                 /*
1068                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1069                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1070                  * as used avoids touching the remaining objects.
1071                  */
1072                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1073                 page->inuse = page->objects;
1074                 page->freelist = NULL;
1075         }
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1080                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1081 {
1082         unsigned long flags;
1083         int rc = 0;
1084
1085         local_irq_save(flags);
1086         slab_lock(page);
1087
1088         if (!check_slab(s, page))
1089                 goto fail;
1090
1091         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1092                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1093                 goto fail;
1094         }
1095
1096         if (on_freelist(s, page, object)) {
1097                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1098                 goto fail;
1099         }
1100
1101         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1102                 goto out;
1103
1104         if (unlikely(s != page->slab)) {
1105                 if (!PageSlab(page)) {
1106                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1107                                 "outside of slab", object);
1108                 } else if (!page->slab) {
1109                         printk(KERN_ERR
1110                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1111                                                 object);
1112                         dump_stack();
1113                 } else
1114                         object_err(s, page, object,
1115                                         "page slab pointer corrupt.");
1116                 goto fail;
1117         }
1118
1119         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1120                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1121         trace(s, page, object, 0);
1122         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1123         rc = 1;
1124 out:
1125         slab_unlock(page);
1126         local_irq_restore(flags);
1127         return rc;
1128
1129 fail:
1130         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1131         goto out;
1132 }
1133
1134 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1135 {
1136         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1137         if (*str++ != '=' || !*str)
1138                 /*
1139                  * No options specified. Switch on full debugging.
1140                  */
1141                 goto out;
1142
1143         if (*str == ',')
1144                 /*
1145                  * No options but restriction on slabs. This means full
1146                  * debugging for slabs matching a pattern.
1147                  */
1148                 goto check_slabs;
1149
1150         if (tolower(*str) == 'o') {
1151                 /*
1152                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1153                  * would increase as a result.
1154                  */
1155                 disable_higher_order_debug = 1;
1156                 goto out;
1157         }
1158
1159         slub_debug = 0;
1160         if (*str == '-')
1161                 /*
1162                  * Switch off all debugging measures.
1163                  */
1164                 goto out;
1165
1166         /*
1167          * Determine which debug features should be switched on
1168          */
1169         for (; *str && *str != ','; str++) {
1170                 switch (tolower(*str)) {
1171                 case 'f':
1172                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1173                         break;
1174                 case 'z':
1175                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1176                         break;
1177                 case 'p':
1178                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1179                         break;
1180                 case 'u':
1181                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1182                         break;
1183                 case 't':
1184                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1185                         break;
1186                 case 'a':
1187                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1188                         break;
1189                 default:
1190                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1191                                 "unknown. skipped\n", *str);
1192                 }
1193         }
1194
1195 check_slabs:
1196         if (*str == ',')
1197                 slub_debug_slabs = str + 1;
1198 out:
1199         return 1;
1200 }
1201
1202 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1203
1204 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1205         unsigned long flags, const char *name,
1206         void (*ctor)(void *))
1207 {
1208         /*
1209          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1210          */
1211         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1212                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1213                 flags |= slub_debug;
1214
1215         return flags;
1216 }
1217 #else
1218 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1219                         struct page *page, void *object) {}
1220
1221 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1222         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1223
1224 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1225         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1226
1227 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1228                         { return 1; }
1229 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1230                         void *object, u8 val) { return 1; }
1231 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1232                                         struct page *page) {}
1233 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1234 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1235         unsigned long flags, const char *name,
1236         void (*ctor)(void *))
1237 {
1238         return flags;
1239 }
1240 #define slub_debug 0
1241
1242 #define disable_higher_order_debug 0
1243
1244 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1247                                                         { return 0; }
1248 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1251                                                         int objects) {}
1252
1253 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1254                                                         { return 0; }
1255
1256 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1257                 void *object) {}
1258
1259 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1260
1261 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1262
1263 /*
1264  * Slab allocation and freeing
1265  */
1266 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1267                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1268 {
1269         int order = oo_order(oo);
1270
1271         flags |= __GFP_NOTRACK;
1272
1273         if (node == NUMA_NO_NODE)
1274                 return alloc_pages(flags, order);
1275         else
1276                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1277 }
1278
1279 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1280 {
1281         struct page *page;
1282         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1283         gfp_t alloc_gfp;
1284
1285         flags &= gfp_allowed_mask;
1286
1287         if (flags & __GFP_WAIT)
1288                 local_irq_enable();
1289
1290         flags |= s->allocflags;
1291
1292         /*
1293          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1294          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1295          */
1296         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1297
1298         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1299         if (unlikely(!page)) {
1300                 oo = s->min;
1301                 /*
1302                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1303                  * Try a lower order alloc if possible
1304                  */
1305                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1306
1307                 if (page)
1308                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1309         }
1310
1311         if (flags & __GFP_WAIT)
1312                 local_irq_disable();
1313
1314         if (!page)
1315                 return NULL;
1316
1317         if (kmemcheck_enabled
1318                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1319                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1320
1321                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1322
1323                 /*
1324                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1325                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1326                  */
1327                 if (s->ctor)
1328                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1329                 else
1330                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1331         }
1332
1333         page->objects = oo_objects(oo);
1334         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1335                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1336                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1337                 1 << oo_order(oo));
1338
1339         return page;
1340 }
1341
1342 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1343                                 void *object)
1344 {
1345         setup_object_debug(s, page, object);
1346         if (unlikely(s->ctor))
1347                 s->ctor(object);
1348 }
1349
1350 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1351 {
1352         struct page *page;
1353         void *start;
1354         void *last;
1355         void *p;
1356
1357         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1358
1359         page = allocate_slab(s,
1360                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1361         if (!page)
1362                 goto out;
1363
1364         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1365         page->slab = s;
1366         page->flags |= 1 << PG_slab;
1367
1368         start = page_address(page);
1369
1370         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1371                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1372
1373         last = start;
1374         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1375                 setup_object(s, page, last);
1376                 set_freepointer(s, last, p);
1377                 last = p;
1378         }
1379         setup_object(s, page, last);
1380         set_freepointer(s, last, NULL);
1381
1382         page->freelist = start;
1383         page->inuse = page->objects;
1384         page->frozen = 1;
1385 out:
1386         return page;
1387 }
1388
1389 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1390 {
1391         int order = compound_order(page);
1392         int pages = 1 << order;
1393
1394         if (kmem_cache_debug(s)) {
1395                 void *p;
1396
1397                 slab_pad_check(s, page);
1398                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1399                                                 page->objects)
1400                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1401         }
1402
1403         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1404
1405         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1406                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1407                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1408                 -pages);
1409
1410         __ClearPageSlab(page);
1411         reset_page_mapcount(page);
1412         if (current->reclaim_state)
1413                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1414         __free_pages(page, order);
1415 }
1416
1417 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1418         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1419
1420 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1421 {
1422         struct page *page;
1423
1424         if (need_reserve_slab_rcu)
1425                 page = virt_to_head_page(h);
1426         else
1427                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1428
1429         __free_slab(page->slab, page);
1430 }
1431
1432 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1433 {
1434         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1435                 struct rcu_head *head;
1436
1437                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1438                         int order = compound_order(page);
1439                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1440
1441                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1442                         head = page_address(page) + offset;
1443                 } else {
1444                         /*
1445                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1446                          */
1447                         head = (void *)&page->lru;
1448                 }
1449
1450                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1451         } else
1452                 __free_slab(s, page);
1453 }
1454
1455 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1456 {
1457         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1458         free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Management of partially allocated slabs.
1463  *
1464  * list_lock must be held.
1465  */
1466 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1467                                 struct page *page, int tail)
1468 {
1469         n->nr_partial++;
1470         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1471                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1472         else
1473                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * list_lock must be held.
1478  */
1479 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1480                                         struct page *page)
1481 {
1482         list_del(&page->lru);
1483         n->nr_partial--;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1488  * per cpu freelist.
1489  *
1490  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1491  *
1492  * Must hold list_lock.
1493  */
1494 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1495                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1496                 int mode)
1497 {
1498         void *freelist;
1499         unsigned long counters;
1500         struct page new;
1501
1502         /*
1503          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1504          * The old freelist is the list of objects for the
1505          * per cpu allocation list.
1506          */
1507         do {
1508                 freelist = page->freelist;
1509                 counters = page->counters;
1510                 new.counters = counters;
1511                 if (mode)
1512                         new.inuse = page->objects;
1513
1514                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1515                 new.frozen = 1;
1516
1517         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1518                         freelist, counters,
1519                         NULL, new.counters,
1520                         "lock and freeze"));
1521
1522         remove_partial(n, page);
1523         return freelist;
1524 }
1525
1526 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1527
1528 /*
1529  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1530  */
1531 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1532                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1533 {
1534         struct page *page, *page2;
1535         void *object = NULL;
1536
1537         /*
1538          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1539          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1540          * partial slab and there is none available then get_partials()
1541          * will return NULL.
1542          */
1543         if (!n || !n->nr_partial)
1544                 return NULL;
1545
1546         spin_lock(&n->list_lock);
1547         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1548                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1549                 int available;
1550
1551                 if (!t)
1552                         break;
1553
1554                 if (!object) {
1555                         c->page = page;
1556                         c->node = page_to_nid(page);
1557                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1558                         object = t;
1559                         available =  page->objects - page->inuse;
1560                 } else {
1561                         page->freelist = t;
1562                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1563                 }
1564                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1565                         break;
1566
1567         }
1568         spin_unlock(&n->list_lock);
1569         return object;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1574  */
1575 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1576                 struct kmem_cache_cpu *c)
1577 {
1578 #ifdef CONFIG_NUMA
1579         struct zonelist *zonelist;
1580         struct zoneref *z;
1581         struct zone *zone;
1582         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1583         void *object;
1584
1585         /*
1586          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1587          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1588          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1589          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1590          *
1591          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1592          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1593          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1594          * from other nodes and filled up.
1595          *
1596          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1597          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1598          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1599          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1600          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1601          * with available objects.
1602          */
1603         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1604                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1605                 return NULL;
1606
1607         get_mems_allowed();
1608         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1609         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1610                 struct kmem_cache_node *n;
1611
1612                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1613
1614                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1615                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1616                         object = get_partial_node(s, n, c);
1617                         if (object) {
1618                                 put_mems_allowed();
1619                                 return object;
1620                         }
1621                 }
1622         }
1623         put_mems_allowed();
1624 #endif
1625         return NULL;
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Get a partial page, lock it and return it.
1630  */
1631 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1632                 struct kmem_cache_cpu *c)
1633 {
1634         void *object;
1635         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1636
1637         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1638         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1639                 return object;
1640
1641         return get_any_partial(s, flags, c);
1642 }
1643
1644 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1645 /*
1646  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1647  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1648  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1649  */
1650 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1651 #else
1652 /*
1653  * No preemption supported therefore also no need to check for
1654  * different cpus.
1655  */
1656 #define TID_STEP 1
1657 #endif
1658
1659 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1660 {
1661         return tid + TID_STEP;
1662 }
1663
1664 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1665 {
1666         return tid % TID_STEP;
1667 }
1668
1669 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1670 {
1671         return tid / TID_STEP;
1672 }
1673
1674 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1675 {
1676         return cpu;
1677 }
1678
1679 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1680                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1681 {
1682 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1683         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1684
1685         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1686
1687 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1688         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1689                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1690                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1691         else
1692 #endif
1693         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1694                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1695                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1696         else
1697                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1698                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1699 #endif
1700         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1701 }
1702
1703 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1704 {
1705         int cpu;
1706
1707         for_each_possible_cpu(cpu)
1708                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Remove the cpu slab
1713  */
1714 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1715 {
1716         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1717         struct page *page = c->page;
1718         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1719         int lock = 0;
1720         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1721         void *freelist;
1722         void *nextfree;
1723         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1724         struct page new;
1725         struct page old;
1726
1727         if (page->freelist) {
1728                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1729                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1730         }
1731
1732         c->tid = next_tid(c->tid);
1733         c->page = NULL;
1734         freelist = c->freelist;
1735         c->freelist = NULL;
1736
1737         /*
1738          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1739          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1740          * last one.
1741          *
1742          * There is no need to take the list->lock because the page
1743          * is still frozen.
1744          */
1745         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1746                 void *prior;
1747                 unsigned long counters;
1748
1749                 do {
1750                         prior = page->freelist;
1751                         counters = page->counters;
1752                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1753                         new.counters = counters;
1754                         new.inuse--;
1755                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1756
1757                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1758                         prior, counters,
1759                         freelist, new.counters,
1760                         "drain percpu freelist"));
1761
1762                 freelist = nextfree;
1763         }
1764
1765         /*
1766          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1767          * list presence reflects the actual number of objects
1768          * during unfreeze.
1769          *
1770          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1771          * with the count. If there is a mismatch then the page
1772          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1773          *
1774          * Then we restart the process which may have to remove
1775          * the page from the list that we just put it on again
1776          * because the number of objects in the slab may have
1777          * changed.
1778          */
1779 redo:
1780
1781         old.freelist = page->freelist;
1782         old.counters = page->counters;
1783         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1784
1785         /* Determine target state of the slab */
1786         new.counters = old.counters;
1787         if (freelist) {
1788                 new.inuse--;
1789                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1790                 new.freelist = freelist;
1791         } else
1792                 new.freelist = old.freelist;
1793
1794         new.frozen = 0;
1795
1796         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1797                 m = M_FREE;
1798         else if (new.freelist) {
1799                 m = M_PARTIAL;
1800                 if (!lock) {
1801                         lock = 1;
1802                         /*
1803                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1804                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1805                          * is frozen
1806                          */
1807                         spin_lock(&n->list_lock);
1808                 }
1809         } else {
1810                 m = M_FULL;
1811                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1812                         lock = 1;
1813                         /*
1814                          * This also ensures that the scanning of full
1815                          * slabs from diagnostic functions will not see
1816                          * any frozen slabs.
1817                          */
1818                         spin_lock(&n->list_lock);
1819                 }
1820         }
1821
1822         if (l != m) {
1823
1824                 if (l == M_PARTIAL)
1825
1826                         remove_partial(n, page);
1827
1828                 else if (l == M_FULL)
1829
1830                         remove_full(s, page);
1831
1832                 if (m == M_PARTIAL) {
1833
1834                         add_partial(n, page, tail);
1835                         stat(s, tail);
1836
1837                 } else if (m == M_FULL) {
1838
1839                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1840                         add_full(s, n, page);
1841
1842                 }
1843         }
1844
1845         l = m;
1846         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1847                                 old.freelist, old.counters,
1848                                 new.freelist, new.counters,
1849                                 "unfreezing slab"))
1850                 goto redo;
1851
1852         if (lock)
1853                 spin_unlock(&n->list_lock);
1854
1855         if (m == M_FREE) {
1856                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1857                 discard_slab(s, page);
1858                 stat(s, FREE_SLAB);
1859         }
1860 }
1861
1862 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1863 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1864 {
1865         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1866         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1867         struct page *page, *discard_page = NULL;
1868
1869         while ((page = c->partial)) {
1870                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1871                 enum slab_modes l, m;
1872                 struct page new;
1873                 struct page old;
1874
1875                 c->partial = page->next;
1876                 l = M_FREE;
1877
1878                 do {
1879
1880                         old.freelist = page->freelist;
1881                         old.counters = page->counters;
1882                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1883
1884                         new.counters = old.counters;
1885                         new.freelist = old.freelist;
1886
1887                         new.frozen = 0;
1888
1889                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1890                                 m = M_FREE;
1891                         else {
1892                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1893                                                         page_to_nid(page));
1894
1895                                 m = M_PARTIAL;
1896                                 if (n != n2) {
1897                                         if (n)
1898                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1899
1900                                         n = n2;
1901                                         spin_lock(&n->list_lock);
1902                                 }
1903                         }
1904
1905                         if (l != m) {
1906                                 if (l == M_PARTIAL) {
1907                                         remove_partial(n, page);
1908                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1909                                 } else {
1910                                         add_partial(n, page,
1911                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1912                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1913                                 }
1914
1915                                 l = m;
1916                         }
1917
1918                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1919                                 old.freelist, old.counters,
1920                                 new.freelist, new.counters,
1921                                 "unfreezing slab"));
1922
1923                 if (m == M_FREE) {
1924                         page->next = discard_page;
1925                         discard_page = page;
1926                 }
1927         }
1928
1929         if (n)
1930                 spin_unlock(&n->list_lock);
1931
1932         while (discard_page) {
1933                 page = discard_page;
1934                 discard_page = discard_page->next;
1935
1936                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1937                 discard_slab(s, page);
1938                 stat(s, FREE_SLAB);
1939         }
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1944  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1945  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1946  * onto a random cpus partial slot.
1947  *
1948  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1949  * per node partial list.
1950  */
1951 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1952 {
1953         struct page *oldpage;
1954         int pages;
1955         int pobjects;
1956
1957         do {
1958                 pages = 0;
1959                 pobjects = 0;
1960                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1961
1962                 if (oldpage) {
1963                         pobjects = oldpage->pobjects;
1964                         pages = oldpage->pages;
1965                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1966                                 unsigned long flags;
1967                                 /*
1968                                  * partial array is full. Move the existing
1969                                  * set to the per node partial list.
1970                                  */
1971                                 local_irq_save(flags);
1972                                 unfreeze_partials(s);
1973                                 local_irq_restore(flags);
1974                                 pobjects = 0;
1975                                 pages = 0;
1976                         }
1977                 }
1978
1979                 pages++;
1980                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1981
1982                 page->pages = pages;
1983                 page->pobjects = pobjects;
1984                 page->next = oldpage;
1985
1986         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1987         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1988         return pobjects;
1989 }
1990
1991 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1992 {
1993         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1994         deactivate_slab(s, c);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Flush cpu slab.
1999  *
2000  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2001  */
2002 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2003 {
2004         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2005
2006         if (likely(c)) {
2007                 if (c->page)
2008                         flush_slab(s, c);
2009
2010                 unfreeze_partials(s);
2011         }
2012 }
2013
2014 static void flush_cpu_slab(void *d)
2015 {
2016         struct kmem_cache *s = d;
2017
2018         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2019 }
2020
2021 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2022 {
2023         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2028  * locality expectations.
2029  */
2030 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2031 {
2032 #ifdef CONFIG_NUMA
2033         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2034                 return 0;
2035 #endif
2036         return 1;
2037 }
2038
2039 static int count_free(struct page *page)
2040 {
2041         return page->objects - page->inuse;
2042 }
2043
2044 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2045                                         int (*get_count)(struct page *))
2046 {
2047         unsigned long flags;
2048         unsigned long x = 0;
2049         struct page *page;
2050
2051         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2052         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2053                 x += get_count(page);
2054         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2055         return x;
2056 }
2057
2058 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2059 {
2060 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2061         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2062 #else
2063         return 0;
2064 #endif
2065 }
2066
2067 static noinline void
2068 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2069 {
2070         int node;
2071
2072         printk(KERN_WARNING
2073                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2074                 nid, gfpflags);
2075         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2076                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2077                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2078
2079         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2080                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2081                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2082
2083         for_each_online_node(node) {
2084                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2085                 unsigned long nr_slabs;
2086                 unsigned long nr_objs;
2087                 unsigned long nr_free;
2088
2089                 if (!n)
2090                         continue;
2091
2092                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2093                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2094                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2095
2096                 printk(KERN_WARNING
2097                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2098                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2099         }
2100 }
2101
2102 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2103                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2104 {
2105         void *object;
2106         struct kmem_cache_cpu *c;
2107         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2108
2109         if (page) {
2110                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2111                 if (c->page)
2112                         flush_slab(s, c);
2113
2114                 /*
2115                  * No other reference to the page yet so we can
2116                  * muck around with it freely without cmpxchg
2117                  */
2118                 object = page->freelist;
2119                 page->freelist = NULL;
2120
2121                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2122                 c->node = page_to_nid(page);
2123                 c->page = page;
2124                 *pc = c;
2125         } else
2126                 object = NULL;
2127
2128         return object;
2129 }
2130
2131 /*
2132  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2133  * or deactivate the page.
2134  *
2135  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2136  *
2137  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2138  */
2139 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2140 {
2141         struct page new;
2142         unsigned long counters;
2143         void *freelist;
2144
2145         do {
2146                 freelist = page->freelist;
2147                 counters = page->counters;
2148                 new.counters = counters;
2149                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2150
2151                 new.inuse = page->objects;
2152                 new.frozen = freelist != NULL;
2153
2154         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2155                 freelist, counters,
2156                 NULL, new.counters,
2157                 "get_freelist"));
2158
2159         return freelist;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2164  * debugging duties.
2165  *
2166  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2167  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2168  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2169  *
2170  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2171  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2172  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2173  *
2174  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2175  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2176  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2177  */
2178 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2179                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2180 {
2181         void **object;
2182         unsigned long flags;
2183
2184         local_irq_save(flags);
2185 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2186         /*
2187          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2188          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2189          * pointer.
2190          */
2191         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2192 #endif
2193
2194         if (!c->page)
2195                 goto new_slab;
2196 redo:
2197         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2198                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2199                 deactivate_slab(s, c);
2200                 goto new_slab;
2201         }
2202
2203         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2204         object = c->freelist;
2205         if (object)
2206                 goto load_freelist;
2207
2208         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2209
2210         object = get_freelist(s, c->page);
2211
2212         if (!object) {
2213                 c->page = NULL;
2214                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2215                 goto new_slab;
2216         }
2217
2218         stat(s, ALLOC_REFILL);
2219
2220 load_freelist:
2221         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2222         c->tid = next_tid(c->tid);
2223         local_irq_restore(flags);
2224         return object;
2225
2226 new_slab:
2227
2228         if (c->partial) {
2229                 c->page = c->partial;
2230                 c->partial = c->page->next;
2231                 c->node = page_to_nid(c->page);
2232                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2233                 c->freelist = NULL;
2234                 goto redo;
2235         }
2236
2237         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2238         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2239
2240         if (unlikely(!object)) {
2241
2242                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2243
2244                 if (unlikely(!object)) {
2245                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2246                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2247
2248                         local_irq_restore(flags);
2249                         return NULL;
2250                 }
2251         }
2252
2253         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2254                 goto load_freelist;
2255
2256         /* Only entered in the debug case */
2257         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2258                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2259
2260         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2261         deactivate_slab(s, c);
2262         c->node = NUMA_NO_NODE;
2263         local_irq_restore(flags);
2264         return object;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2269  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2270  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2271  *
2272  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2273  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2274  *
2275  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2276  */
2277 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2278                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2279 {
2280         void **object;
2281         struct kmem_cache_cpu *c;
2282         unsigned long tid;
2283
2284         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2285                 return NULL;
2286
2287 redo:
2288
2289         /*
2290          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2291          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2292          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2293          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2294          */
2295         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2296
2297         /*
2298          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2299          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2300          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2301          * linked list in between.
2302          */
2303         tid = c->tid;
2304         barrier();
2305
2306         object = c->freelist;
2307         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2308
2309                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2310
2311         else {
2312                 /*
2313                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2314                  * operation and if we are on the right processor.
2315                  *
2316                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2317                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2318                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2319                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2320                  *
2321                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2322                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2323                  */
2324                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2325                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2326                                 object, tid,
2327                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2328
2329                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2330                         goto redo;
2331                 }
2332                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2333         }
2334
2335         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2336                 memset(object, 0, s->objsize);
2337
2338         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2339
2340         return object;
2341 }
2342
2343 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2344 {
2345         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2346
2347         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2348
2349         return ret;
2350 }
2351 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2352
2353 #ifdef CONFIG_TRACING
2354 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2355 {
2356         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2357         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2358         return ret;
2359 }
2360 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2361
2362 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2363 {
2364         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2365         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2366         return ret;
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2369 #endif
2370
2371 #ifdef CONFIG_NUMA
2372 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2373 {
2374         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2375
2376         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2377                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2378
2379         return ret;
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2382
2383 #ifdef CONFIG_TRACING
2384 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2385                                     gfp_t gfpflags,
2386                                     int node, size_t size)
2387 {
2388         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2389
2390         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2391                            size, s->size, gfpflags, node);
2392         return ret;
2393 }
2394 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2395 #endif
2396 #endif
2397
2398 /*
2399  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2400  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2401  *
2402  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2403  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2404  * handling required then we can return immediately.
2405  */
2406 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2407                         void *x, unsigned long addr)
2408 {
2409         void *prior;
2410         void **object = (void *)x;
2411         int was_frozen;
2412         int inuse;
2413         struct page new;
2414         unsigned long counters;
2415         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2416         unsigned long uninitialized_var(flags);
2417
2418         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2419
2420         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2421                 return;
2422
2423         do {
2424                 prior = page->freelist;
2425                 counters = page->counters;
2426                 set_freepointer(s, object, prior);
2427                 new.counters = counters;
2428                 was_frozen = new.frozen;
2429                 new.inuse--;
2430                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2431
2432                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2433
2434                                 /*
2435                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2436                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2437                                  */
2438                                 new.frozen = 1;
2439
2440                         else { /* Needs to be taken off a list */
2441
2442                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2443                                 /*
2444                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2445                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2446                                  * drop the list_lock without any processing.
2447                                  *
2448                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2449                                  * other processors updating the list of slabs.
2450                                  */
2451                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2452
2453                         }
2454                 }
2455                 inuse = new.inuse;
2456
2457         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2458                 prior, counters,
2459                 object, new.counters,
2460                 "__slab_free"));
2461
2462         if (likely(!n)) {
2463
2464                 /*
2465                  * If we just froze the page then put it onto the
2466                  * per cpu partial list.
2467                  */
2468                 if (new.frozen && !was_frozen)
2469                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2470
2471                 /*
2472                  * The list lock was not taken therefore no list
2473                  * activity can be necessary.
2474                  */
2475                 if (was_frozen)
2476                         stat(s, FREE_FROZEN);
2477                 return;
2478         }
2479
2480         /*
2481          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2482          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2483          */
2484         if (was_frozen)
2485                 stat(s, FREE_FROZEN);
2486         else {
2487                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2488                         goto slab_empty;
2489
2490                 /*
2491                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2492                  * then add it.
2493                  */
2494                 if (unlikely(!prior)) {
2495                         remove_full(s, page);
2496                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2497                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2498                 }
2499         }
2500         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2501         return;
2502
2503 slab_empty:
2504         if (prior) {
2505                 /*
2506                  * Slab on the partial list.
2507                  */
2508                 remove_partial(n, page);
2509                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2510         } else
2511                 /* Slab must be on the full list */
2512                 remove_full(s, page);
2513
2514         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2515         stat(s, FREE_SLAB);
2516         discard_slab(s, page);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2521  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2522  *
2523  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2524  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2525  * the item before.
2526  *
2527  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2528  * with all sorts of special processing.
2529  */
2530 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2531                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2532 {
2533         void **object = (void *)x;
2534         struct kmem_cache_cpu *c;
2535         unsigned long tid;
2536
2537         slab_free_hook(s, x);
2538
2539 redo:
2540         /*
2541          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2542          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2543          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2544          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2545          */
2546         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2547
2548         tid = c->tid;
2549         barrier();
2550
2551         if (likely(page == c->page)) {
2552                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2553
2554                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2555                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2556                                 c->freelist, tid,
2557                                 object, next_tid(tid)))) {
2558
2559                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2560                         goto redo;
2561                 }
2562                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2563         } else
2564                 __slab_free(s, page, x, addr);
2565
2566 }
2567
2568 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2569 {
2570         struct page *page;
2571
2572         page = virt_to_head_page(x);
2573
2574         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2575
2576         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2577 }
2578 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2579
2580 /*
2581  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2582  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2583  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2584  * another.
2585  *
2586  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2587  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2588  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2589  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2590  * locking overhead.
2591  */
2592
2593 /*
2594  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2595  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2596  * and increases the number of allocations possible without having to
2597  * take the list_lock.
2598  */
2599 static int slub_min_order;
2600 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2601 static int slub_min_objects;
2602
2603 /*
2604  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2605  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2606  */
2607 static int slub_nomerge;
2608
2609 /*
2610  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2611  *
2612  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2613  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2614  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2615  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2616  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2617  * would be wasted.
2618  *
2619  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2620  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2621  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2622  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2623  *
2624  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2625  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2626  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2627  * of space in favor of a small page order.
2628  *
2629  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2630  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2631  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2632  * the smallest order which will fit the object.
2633  */
2634 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2635                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2636 {
2637         int order;
2638         int rem;
2639         int min_order = slub_min_order;
2640
2641         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2642                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2643
2644         for (order = max(min_order,
2645                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2646                         order <= max_order; order++) {
2647
2648                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2649
2650                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2651                         continue;
2652
2653                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2654
2655                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2656                         break;
2657
2658         }
2659
2660         return order;
2661 }
2662
2663 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2664 {
2665         int order;
2666         int min_objects;
2667         int fraction;
2668         int max_objects;
2669
2670         /*
2671          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2672          * works by first attempting to generate a layout with
2673          * the best configuration and backing off gradually.
2674          *
2675          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2676          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2677          */
2678         min_objects = slub_min_objects;
2679         if (!min_objects)
2680                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2681         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2682         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2683
2684         while (min_objects > 1) {
2685                 fraction = 16;
2686                 while (fraction >= 4) {
2687                         order = slab_order(size, min_objects,
2688                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2689                         if (order <= slub_max_order)
2690                                 return order;
2691                         fraction /= 2;
2692                 }
2693                 min_objects--;
2694         }
2695
2696         /*
2697          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2698          * lets see if we can place a single object there.
2699          */
2700         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2701         if (order <= slub_max_order)
2702                 return order;
2703
2704         /*
2705          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2706          */
2707         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2708         if (order < MAX_ORDER)
2709                 return order;
2710         return -ENOSYS;
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2715  */
2716 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2717                 unsigned long align, unsigned long size)
2718 {
2719         /*
2720          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2721          * suggestion if the object is sufficiently large.
2722          *
2723          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2724          * alignment though. If that is greater then use it.
2725          */
2726         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2727                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2728                 while (size <= ralign / 2)
2729                         ralign /= 2;
2730                 align = max(align, ralign);
2731         }
2732
2733         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2734                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2735
2736         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2737 }
2738
2739 static void
2740 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2741 {
2742         n->nr_partial = 0;
2743         spin_lock_init(&n->list_lock);
2744         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2745 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2746         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2747         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2748         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2749 #endif
2750 }
2751
2752 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2753 {
2754         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2755                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2756
2757         /*
2758          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2759          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2760          */
2761         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2762                                      2 * sizeof(void *));
2763
2764         if (!s->cpu_slab)
2765                 return 0;
2766
2767         init_kmem_cache_cpus(s);
2768
2769         return 1;
2770 }
2771
2772 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2773
2774 /*
2775  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2776  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2777  * possible.
2778  *
2779  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2780  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2781  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2782  */
2783 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2784 {
2785         struct page *page;
2786         struct kmem_cache_node *n;
2787
2788         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2789
2790         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2791
2792         BUG_ON(!page);
2793         if (page_to_nid(page) != node) {
2794                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2795                                 "node %d\n", node);
2796                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2797                                 "in order to be able to continue\n");
2798         }
2799
2800         n = page->freelist;
2801         BUG_ON(!n);
2802         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2803         page->inuse = 1;
2804         page->frozen = 0;
2805         kmem_cache_node->node[node] = n;
2806 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2807         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2808         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2809 #endif
2810         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2811         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2812
2813         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2814 }
2815
2816 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2817 {
2818         int node;
2819
2820         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2821                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2822
2823                 if (n)
2824                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2825
2826                 s->node[node] = NULL;
2827         }
2828 }
2829
2830 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2831 {
2832         int node;
2833
2834         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2835                 struct kmem_cache_node *n;
2836
2837                 if (slab_state == DOWN) {
2838                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2839                         continue;
2840                 }
2841                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2842                                                 GFP_KERNEL, node);
2843
2844                 if (!n) {
2845                         free_kmem_cache_nodes(s);
2846                         return 0;
2847                 }
2848
2849                 s->node[node] = n;
2850                 init_kmem_cache_node(n, s);
2851         }
2852         return 1;
2853 }
2854
2855 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2856 {
2857         if (min < MIN_PARTIAL)
2858                 min = MIN_PARTIAL;
2859         else if (min > MAX_PARTIAL)
2860                 min = MAX_PARTIAL;
2861         s->min_partial = min;
2862 }
2863
2864 /*
2865  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2866  * a slab object.
2867  */
2868 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2869 {
2870         unsigned long flags = s->flags;
2871         unsigned long size = s->objsize;
2872         unsigned long align = s->align;
2873         int order;
2874
2875         /*
2876          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2877          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2878          * the possible location of the free pointer.
2879          */
2880         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2881
2882 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2883         /*
2884          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2885          * the slab may touch the object after free or before allocation
2886          * then we should never poison the object itself.
2887          */
2888         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2889                         !s->ctor)
2890                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2891         else
2892                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2893
2894
2895         /*
2896          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2897          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2898          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2899          */
2900         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2901                 size += sizeof(void *);
2902 #endif
2903
2904         /*
2905          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2906          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2907          */
2908         s->inuse = size;
2909
2910         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2911                 s->ctor)) {
2912                 /*
2913                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2914                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2915                  * kmem_cache_free.
2916                  *
2917                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2918                  * destructor or are poisoning the objects.
2919                  */
2920                 s->offset = size;
2921                 size += sizeof(void *);
2922         }
2923
2924 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2925         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2926                 /*
2927                  * Need to store information about allocs and frees after
2928                  * the object.
2929                  */
2930                 size += 2 * sizeof(struct track);
2931
2932         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2933                 /*
2934                  * Add some empty padding so that we can catch
2935                  * overwrites from earlier objects rather than let
2936                  * tracking information or the free pointer be
2937                  * corrupted if a user writes before the start
2938                  * of the object.
2939                  */
2940                 size += sizeof(void *);
2941 #endif
2942
2943         /*
2944          * Determine the alignment based on various parameters that the
2945          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2946          * on bootup.
2947          */
2948         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2949         s->align = align;
2950
2951         /*
2952          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2953          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2954          * each object to conform to the alignment.
2955          */
2956         size = ALIGN(size, align);
2957         s->size = size;
2958         if (forced_order >= 0)
2959                 order = forced_order;
2960         else
2961                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2962
2963         if (order < 0)
2964                 return 0;
2965
2966         s->allocflags = 0;
2967         if (order)
2968                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2969
2970         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2971                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2972
2973         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2974                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2975
2976         /*
2977          * Determine the number of objects per slab
2978          */
2979         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2980         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2981         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2982                 s->max = s->oo;
2983
2984         return !!oo_objects(s->oo);
2985
2986 }
2987
2988 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2989                 const char *name, size_t size,
2990                 size_t align, unsigned long flags,
2991                 void (*ctor)(void *))
2992 {
2993         memset(s, 0, kmem_size);
2994         s->name = name;
2995         s->ctor = ctor;
2996         s->objsize = size;
2997         s->align = align;
2998         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2999         s->reserved = 0;
3000
3001         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3002                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3003
3004         if (!calculate_sizes(s, -1))
3005                 goto error;
3006         if (disable_higher_order_debug) {
3007                 /*
3008                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3009                  * order increased.
3010                  */
3011                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3012                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3013                         s->offset = 0;
3014                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3015                                 goto error;
3016                 }
3017         }
3018
3019 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3020     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3021         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3022                 /* Enable fast mode */
3023                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3024 #endif
3025
3026         /*
3027          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3028          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3029          */
3030         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3031
3032         /*
3033          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3034          * per cpu partial lists of a processor.
3035          *
3036          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3037          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3038          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3039          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3040          *
3041          * This setting also determines
3042          *
3043          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3044          *    per node list when we reach the limit.
3045          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3046          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3047          *    to keep some capacity around for frees.
3048          */
3049         if (kmem_cache_debug(s))
3050                 s->cpu_partial = 0;
3051         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3052                 s->cpu_partial = 2;
3053         else if (s->size >= 1024)
3054                 s->cpu_partial = 6;
3055         else if (s->size >= 256)
3056                 s->cpu_partial = 13;
3057         else
3058                 s->cpu_partial = 30;
3059
3060         s->refcount = 1;
3061 #ifdef CONFIG_NUMA
3062         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3063 #endif
3064         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3065                 goto error;
3066
3067         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3068                 return 1;
3069
3070         free_kmem_cache_nodes(s);
3071 error:
3072         if (flags & SLAB_PANIC)
3073                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3074                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3075                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3076                         s->offset, flags);
3077         return 0;
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Determine the size of a slab object
3082  */
3083 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3084 {
3085         return s->objsize;
3086 }
3087 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3088
3089 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3090                                                         const char *text)
3091 {
3092 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3093         void *addr = page_address(page);
3094         void *p;
3095         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3096                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3097         if (!map)
3098                 return;
3099         slab_err(s, page, "%s", text);
3100         slab_lock(page);
3101
3102         get_map(s, page, map);
3103         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3104
3105                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3106                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3107                                                         p, p - addr);
3108                         print_tracking(s, p);
3109                 }
3110         }
3111         slab_unlock(page);
3112         kfree(map);
3113 #endif
3114 }
3115
3116 /*
3117  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3118  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3119  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3120  */
3121 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3122 {
3123         struct page *page, *h;
3124
3125         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3126                 if (!page->inuse) {
3127                         remove_partial(n, page);
3128                         discard_slab(s, page);
3129                 } else {
3130                         list_slab_objects(s, page,
3131                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3132                 }
3133         }
3134 }
3135
3136 /*
3137  * Release all resources used by a slab cache.
3138  */
3139 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3140 {
3141         int node;
3142
3143         flush_all(s);
3144         free_percpu(s->cpu_slab);
3145         /* Attempt to free all objects */
3146         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3147                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3148
3149                 free_partial(s, n);
3150                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3151                         return 1;
3152         }
3153         free_kmem_cache_nodes(s);
3154         return 0;
3155 }
3156
3157 /*
3158  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3159  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3160  */
3161 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3162 {
3163         down_write(&slub_lock);
3164         s->refcount--;
3165         if (!s->refcount) {
3166                 list_del(&s->list);
3167                 up_write(&slub_lock);
3168                 if (kmem_cache_close(s)) {
3169                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3170                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3171                         dump_stack();
3172                 }
3173                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3174                         rcu_barrier();
3175                 sysfs_slab_remove(s);
3176         } else
3177                 up_write(&slub_lock);
3178 }
3179 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3180
3181 /********************************************************************
3182  *              Kmalloc subsystem
3183  *******************************************************************/
3184
3185 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3186 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3187
3188 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3189
3190 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3191 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3192 #endif
3193
3194 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3195 {
3196         get_option(&str, &slub_min_order);
3197
3198         return 1;
3199 }
3200
3201 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3202
3203 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3204 {
3205         get_option(&str, &slub_max_order);
3206         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3207
3208         return 1;
3209 }
3210
3211 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3212
3213 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3214 {
3215         get_option(&str, &slub_min_objects);
3216
3217         return 1;
3218 }
3219
3220 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3221
3222 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3223 {
3224         slub_nomerge = 1;
3225         return 1;
3226 }
3227
3228 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3229
3230 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3231                                                 int size, unsigned int flags)
3232 {
3233         struct kmem_cache *s;
3234
3235         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3236
3237         /*
3238          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3239          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3240          */
3241         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3242                                                                 flags, NULL))
3243                 goto panic;
3244
3245         list_add(&s->list, &slab_caches);
3246         return s;
3247
3248 panic:
3249         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3250         return NULL;
3251 }
3252
3253 /*
3254  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3255  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3256  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3257  * fls.
3258  */
3259 static s8 size_index[24] = {
3260         3,      /* 8 */
3261         4,      /* 16 */
3262         5,      /* 24 */
3263         5,      /* 32 */
3264         6,      /* 40 */
3265         6,      /* 48 */
3266         6,      /* 56 */
3267         6,      /* 64 */
3268         1,      /* 72 */
3269         1,      /* 80 */
3270         1,      /* 88 */
3271         1,      /* 96 */
3272         7,      /* 104 */
3273         7,      /* 112 */
3274         7,      /* 120 */
3275         7,      /* 128 */
3276         2,      /* 136 */
3277         2,      /* 144 */
3278         2,      /* 152 */
3279         2,      /* 160 */
3280         2,      /* 168 */
3281         2,      /* 176 */
3282         2,      /* 184 */
3283         2       /* 192 */
3284 };
3285
3286 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3287 {
3288         return (bytes - 1) / 8;
3289 }
3290
3291 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3292 {
3293         int index;
3294
3295         if (size <= 192) {
3296                 if (!size)
3297                         return ZERO_SIZE_PTR;
3298
3299                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3300         } else
3301                 index = fls(size - 1);
3302
3303 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3304         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3305                 return kmalloc_dma_caches[index];
3306
3307 #endif
3308         return kmalloc_caches[index];
3309 }
3310
3311 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3312 {
3313         struct kmem_cache *s;
3314         void *ret;
3315
3316         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3317                 return kmalloc_large(size, flags);
3318
3319         s = get_slab(size, flags);
3320
3321         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3322                 return s;
3323
3324         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3325
3326         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3327
3328         return ret;
3329 }
3330 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3331
3332 #ifdef CONFIG_NUMA
3333 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3334 {
3335         struct page *page;
3336         void *ptr = NULL;
3337
3338         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3339         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3340         if (page)
3341                 ptr = page_address(page);
3342
3343         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3344         return ptr;
3345 }
3346
3347 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3348 {
3349         struct kmem_cache *s;
3350         void *ret;
3351
3352         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3353                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3354
3355                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3356                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3357                                    flags, node);
3358
3359                 return ret;
3360         }
3361
3362         s = get_slab(size, flags);
3363
3364         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3365                 return s;
3366
3367         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3368
3369         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3370
3371         return ret;
3372 }
3373 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3374 #endif
3375
3376 size_t ksize(const void *object)
3377 {
3378         struct page *page;
3379
3380         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3381                 return 0;
3382
3383         page = virt_to_head_page(object);
3384
3385         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3386                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3387                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3388         }
3389
3390         return slab_ksize(page->slab);
3391 }
3392 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3393
3394 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3395 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3396 {
3397         struct page *page;
3398         void *object = (void *)x;
3399         unsigned long flags;
3400         bool rv;
3401
3402         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3403                 return false;
3404
3405         local_irq_save(flags);
3406
3407         page = virt_to_head_page(x);
3408         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3409                 /* maybe it was from stack? */
3410                 rv = true;
3411                 goto out_unlock;
3412         }
3413
3414         slab_lock(page);
3415         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3416                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3417                 rv = false;
3418         } else {
3419                 rv = true;
3420         }
3421         slab_unlock(page);
3422
3423 out_unlock:
3424         local_irq_restore(flags);
3425         return rv;
3426 }
3427 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3428 #endif
3429
3430 void kfree(const void *x)
3431 {
3432         struct page *page;
3433         void *object = (void *)x;
3434
3435         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3436
3437         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3438                 return;
3439
3440         page = virt_to_head_page(x);
3441         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3442                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3443                 kmemleak_free(x);
3444                 put_page(page);
3445                 return;
3446         }
3447         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3450
3451 /*
3452  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3453  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3454  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3455  * and thus they can be removed from the partial lists.
3456  *
3457  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3458  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3459  * are freed in them.
3460  */
3461 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3462 {
3463         int node;
3464         int i;
3465         struct kmem_cache_node *n;
3466         struct page *page;
3467         struct page *t;
3468         int objects = oo_objects(s->max);
3469         struct list_head *slabs_by_inuse =
3470                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3471         unsigned long flags;
3472
3473         if (!slabs_by_inuse)
3474                 return -ENOMEM;
3475
3476         flush_all(s);
3477         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3478                 n = get_node(s, node);
3479
3480                 if (!n->nr_partial)
3481                         continue;
3482
3483                 for (i = 0; i < objects; i++)
3484                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3485
3486                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3487
3488                 /*
3489                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3490                  *
3491                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3492                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3493                  */
3494                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3495                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3496                         if (!page->inuse)
3497                                 n->nr_partial--;
3498                 }
3499
3500                 /*
3501                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3502                  * first and the least used slabs at the end.
3503                  */
3504                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3505                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3506
3507                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3508
3509                 /* Release empty slabs */
3510                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3511                         discard_slab(s, page);
3512         }
3513
3514         kfree(slabs_by_inuse);
3515         return 0;
3516 }
3517 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3518
3519 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3520 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3521 {
3522         struct kmem_cache *s;
3523
3524         down_read(&slub_lock);
3525         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3526                 kmem_cache_shrink(s);
3527         up_read(&slub_lock);
3528
3529         return 0;
3530 }
3531
3532 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3533 {
3534         struct kmem_cache_node *n;
3535         struct kmem_cache *s;
3536         struct memory_notify *marg = arg;
3537         int offline_node;
3538
3539         offline_node = marg->status_change_nid;
3540
3541         /*
3542          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3543          * for it yet.
3544          */
3545         if (offline_node < 0)
3546                 return;
3547
3548         down_read(&slub_lock);
3549         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3550                 n = get_node(s, offline_node);
3551                 if (n) {
3552                         /*
3553                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3554                          * that is going down. We were unable to free them,
3555                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3556                          * callback. So, we must fail.
3557                          */
3558                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3559
3560                         s->node[offline_node] = NULL;
3561                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3562                 }
3563         }
3564         up_read(&slub_lock);
3565 }
3566
3567 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3568 {
3569         struct kmem_cache_node *n;
3570         struct kmem_cache *s;
3571         struct memory_notify *marg = arg;
3572         int nid = marg->status_change_nid;
3573         int ret = 0;
3574
3575         /*
3576          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3577          * already created. Nothing to do.
3578          */
3579         if (nid < 0)
3580                 return 0;
3581
3582         /*
3583          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3584          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3585          * online.
3586          */
3587         down_read(&slub_lock);
3588         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3589                 /*
3590                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3591                  *      since memory is not yet available from the node that
3592                  *      is brought up.
3593                  */
3594                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3595                 if (!n) {
3596                         ret = -ENOMEM;
3597                         goto out;
3598                 }
3599                 init_kmem_cache_node(n, s);
3600                 s->node[nid] = n;
3601         }
3602 out:
3603         up_read(&slub_lock);
3604         return ret;
3605 }
3606
3607 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3608                                 unsigned long action, void *arg)
3609 {
3610         int ret = 0;
3611
3612         switch (action) {
3613         case MEM_GOING_ONLINE:
3614                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3615                 break;
3616         case MEM_GOING_OFFLINE:
3617                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3618                 break;
3619         case MEM_OFFLINE:
3620         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3621                 slab_mem_offline_callback(arg);
3622                 break;
3623         case MEM_ONLINE:
3624         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3625                 break;
3626         }
3627         if (ret)
3628                 ret = notifier_from_errno(ret);
3629         else
3630                 ret = NOTIFY_OK;
3631         return ret;
3632 }
3633
3634 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3635
3636 /********************************************************************
3637  *                      Basic setup of slabs
3638  *******************************************************************/
3639
3640 /*
3641  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3642  * the page allocator
3643  */
3644
3645 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3646 {
3647         int node;
3648
3649         list_add(&s->list, &slab_caches);
3650         s->refcount = -1;
3651
3652         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3653                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3654                 struct page *p;
3655
3656                 if (n) {
3657                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3658                                 p->slab = s;
3659
3660 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3661                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3662                                 p->slab = s;
3663 #endif
3664                 }
3665         }
3666 }
3667
3668 void __init kmem_cache_init(void)
3669 {
3670         int i;
3671         int caches = 0;
3672         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3673         int order;
3674         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3675         unsigned long kmalloc_size;
3676
3677         if (debug_guardpage_minorder())
3678                 slub_max_order = 0;
3679
3680         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3681                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3682
3683         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3684         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3685         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3686         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3687
3688         /*
3689          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3690          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3691          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3692          */
3693         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3694
3695         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3696                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3697                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3698
3699         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3700
3701         /* Able to allocate the per node structures */
3702         slab_state = PARTIAL;
3703
3704         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3705         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3706                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3707         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3708         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3709
3710         /*
3711          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3712          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3713          * update any list pointers.
3714          */
3715         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3716
3717         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3718         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3719
3720         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3721
3722         caches++;
3723         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3724         caches++;
3725         /* Free temporary boot structure */
3726         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3727
3728         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3729
3730         /*
3731          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3732          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3733          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3734          *
3735          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3736          * handle the index determination for the smaller caches.
3737          *
3738          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3739          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3740          */
3741         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3742                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3743
3744         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3745                 int elem = size_index_elem(i);
3746                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3747                         break;
3748                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3749         }
3750
3751         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3752                 /*
3753                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3754                  * is 64 byte.
3755                  */
3756                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3757                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3758         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3759                 /*
3760                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3761                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3762                  * instead.
3763                  */
3764                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3765                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3766         }
3767
3768         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3769         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3770                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3771                 caches++;
3772         }
3773
3774         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3775                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3776                 caches++;
3777         }
3778
3779         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3780                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3781                 caches++;
3782         }
3783
3784         slab_state = UP;
3785
3786         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3787         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3788                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3789                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3790         }
3791
3792         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3793                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3794                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3795         }
3796
3797         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3798                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3799
3800                 BUG_ON(!s);
3801                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3802         }
3803
3804 #ifdef CONFIG_SMP
3805         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3806 #endif
3807
3808 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3809         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3810                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3811
3812                 if (s && s->size) {
3813                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3814                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3815
3816                         BUG_ON(!name);
3817                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3818                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3819                 }
3820         }
3821 #endif
3822         printk(KERN_INFO
3823                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3824                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3825                 caches, cache_line_size(),
3826                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3827                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3828 }
3829
3830 void __init kmem_cache_init_late(void)
3831 {
3832 }
3833
3834 /*
3835  * Find a mergeable slab cache
3836  */
3837 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3838 {
3839         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3840                 return 1;
3841
3842         if (s->ctor)
3843                 return 1;
3844
3845         /*
3846          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3847          */
3848         if (s->refcount < 0)
3849                 return 1;
3850
3851         return 0;
3852 }
3853
3854 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3855                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3856                 void (*ctor)(void *))
3857 {
3858         struct kmem_cache *s;
3859
3860         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3861                 return NULL;
3862
3863         if (ctor)
3864                 return NULL;
3865
3866         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3867         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3868         size = ALIGN(size, align);
3869         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3870
3871         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3872                 if (slab_unmergeable(s))
3873                         continue;
3874
3875                 if (size > s->size)
3876                         continue;
3877
3878                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3879                                 continue;
3880                 /*
3881                  * Check if alignment is compatible.
3882                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3883                  */
3884                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3885                         continue;
3886
3887                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3888                         continue;
3889
3890                 return s;
3891         }
3892         return NULL;
3893 }
3894
3895 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3896                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3897 {
3898         struct kmem_cache *s;
3899         char *n;
3900
3901         if (WARN_ON(!name))
3902                 return NULL;
3903
3904         down_write(&slub_lock);
3905         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3906         if (s) {
3907                 s->refcount++;
3908                 /*
3909                  * Adjust the object sizes so that we clear
3910                  * the complete object on kzalloc.
3911                  */
3912                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3913                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3914
3915                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3916                         s->refcount--;
3917                         goto err;
3918                 }
3919                 up_write(&slub_lock);
3920                 return s;
3921         }
3922
3923         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3924         if (!n)
3925                 goto err;
3926
3927         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3928         if (s) {
3929                 if (kmem_cache_open(s, n,
3930                                 size, align, flags, ctor)) {
3931                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3932                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3933                                 list_del(&s->list);
3934                                 kfree(n);
3935                                 kfree(s);
3936                                 goto err;
3937                         }
3938                         up_write(&slub_lock);
3939                         return s;
3940                 }
3941                 kfree(n);
3942                 kfree(s);
3943         }
3944 err:
3945         up_write(&slub_lock);
3946
3947         if (flags & SLAB_PANIC)
3948                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3949         else
3950                 s = NULL;
3951         return s;
3952 }
3953 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3954
3955 #ifdef CONFIG_SMP
3956 /*
3957  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3958  * necessary.
3959  */
3960 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3961                 unsigned long action, void *hcpu)
3962 {
3963         long cpu = (long)hcpu;
3964         struct kmem_cache *s;
3965         unsigned long flags;
3966
3967         switch (action) {
3968         case CPU_UP_CANCELED:
3969         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3970         case CPU_DEAD:
3971         case CPU_DEAD_FROZEN:
3972                 down_read(&slub_lock);
3973                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3974                         local_irq_save(flags);
3975                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3976                         local_irq_restore(flags);
3977                 }
3978                 up_read(&slub_lock);
3979                 break;
3980         default:
3981                 break;
3982         }
3983         return NOTIFY_OK;
3984 }
3985
3986 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3987         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3988 };
3989
3990 #endif
3991
3992 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3993 {
3994         struct kmem_cache *s;
3995         void *ret;
3996
3997         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3998                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3999
4000         s = get_slab(size, gfpflags);
4001
4002         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4003                 return s;
4004
4005         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4006
4007         /* Honor the call site pointer we received. */
4008         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4009
4010         return ret;
4011 }
4012
4013 #ifdef CONFIG_NUMA
4014 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4015                                         int node, unsigned long caller)
4016 {
4017         struct kmem_cache *s;
4018         void *ret;
4019
4020         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4021                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4022
4023                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4024                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4025                                    gfpflags, node);
4026
4027                 return ret;
4028         }
4029
4030         s = get_slab(size, gfpflags);
4031
4032         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4033                 return s;
4034
4035         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4036
4037         /* Honor the call site pointer we received. */
4038         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4039
4040         return ret;
4041 }
4042 #endif
4043
4044 #ifdef CONFIG_SYSFS
4045 static int count_inuse(struct page *page)
4046 {
4047         return page->inuse;
4048 }
4049
4050 static int count_total(struct page *page)
4051 {
4052         return page->objects;
4053 }
4054 #endif
4055
4056 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4057 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4058                                                 unsigned long *map)
4059 {
4060         void *p;
4061         void *addr = page_address(page);
4062
4063         if (!check_slab(s, page) ||
4064                         !on_freelist(s, page, NULL))
4065                 return 0;
4066
4067         /* Now we know that a valid freelist exists */
4068         bitmap_zero(map, page->objects);
4069
4070         get_map(s, page, map);
4071         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4072                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4073                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4074                                 return 0;
4075         }
4076
4077         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4078                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4079                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4080                                 return 0;
4081         return 1;
4082 }
4083
4084 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4085                                                 unsigned long *map)
4086 {
4087         slab_lock(page);
4088         validate_slab(s, page, map);
4089         slab_unlock(page);
4090 }
4091
4092 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4093                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4094 {
4095         unsigned long count = 0;
4096         struct page *page;
4097         unsigned long flags;
4098
4099         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4100
4101         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4102                 validate_slab_slab(s, page, map);
4103                 count++;
4104         }
4105         if (count != n->nr_partial)
4106                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4107                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4108
4109         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4110                 goto out;
4111
4112         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4113                 validate_slab_slab(s, page, map);
4114                 count++;
4115         }
4116         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4117                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4118                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4119                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4120
4121 out:
4122         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4123         return count;
4124 }
4125
4126 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4127 {
4128         int node;
4129         unsigned long count = 0;
4130         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4131                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4132
4133         if (!map)
4134                 return -ENOMEM;
4135
4136         flush_all(s);
4137         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4138                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4139
4140                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4141         }
4142         kfree(map);
4143         return count;
4144 }
4145 /*
4146  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4147  * and freed.
4148  */
4149
4150 struct location {
4151         unsigned long count;
4152         unsigned long addr;
4153         long long sum_time;
4154         long min_time;
4155         long max_time;
4156         long min_pid;
4157         long max_pid;
4158         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4159         nodemask_t nodes;
4160 };
4161
4162 struct loc_track {
4163         unsigned long max;
4164         unsigned long count;
4165         struct location *loc;
4166 };
4167
4168 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4169 {
4170         if (t->max)
4171                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4172                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4173 }
4174
4175 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4176 {
4177         struct location *l;
4178         int order;
4179
4180         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4181
4182         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4183         if (!l)
4184                 return 0;
4185
4186         if (t->count) {
4187                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4188                 free_loc_track(t);
4189         }
4190         t->max = max;
4191         t->loc = l;
4192         return 1;
4193 }
4194
4195 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4196                                 const struct track *track)
4197 {
4198         long start, end, pos;
4199         struct location *l;
4200         unsigned long caddr;
4201         unsigned long age = jiffies - track->when;
4202
4203         start = -1;
4204         end = t->count;
4205
4206         for ( ; ; ) {
4207                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4208
4209                 /*
4210                  * There is nothing at "end". If we end up there
4211                  * we need to add something to before end.
4212                  */
4213                 if (pos == end)
4214                         break;
4215
4216                 caddr = t->loc[pos].addr;
4217                 if (track->addr == caddr) {
4218
4219                         l = &t->loc[pos];
4220                         l->count++;
4221                         if (track->when) {
4222                                 l->sum_time += age;
4223                                 if (age < l->min_time)
4224                                         l->min_time = age;
4225                                 if (age > l->max_time)
4226                                         l->max_time = age;
4227
4228                                 if (track->pid < l->min_pid)
4229                                         l->min_pid = track->pid;
4230                                 if (track->pid > l->max_pid)
4231                                         l->max_pid = track->pid;
4232
4233                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4234                                                 to_cpumask(l->cpus));
4235                         }
4236                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4237                         return 1;
4238                 }
4239
4240                 if (track->addr < caddr)
4241                         end = pos;
4242                 else
4243                         start = pos;
4244         }
4245
4246         /*
4247          * Not found. Insert new tracking element.
4248          */
4249         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4250                 return 0;
4251
4252         l = t->loc + pos;
4253         if (pos < t->count)
4254                 memmove(l + 1, l,
4255                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4256         t->count++;
4257         l->count = 1;
4258         l->addr = track->addr;
4259         l->sum_time = age;
4260         l->min_time = age;
4261         l->max_time = age;
4262         l->min_pid = track->pid;
4263         l->max_pid = track->pid;
4264         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4265         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4266         nodes_clear(l->nodes);
4267         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4268         return 1;
4269 }
4270
4271 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4272                 struct page *page, enum track_item alloc,
4273                 unsigned long *map)
4274 {
4275         void *addr = page_address(page);
4276         void *p;
4277
4278         bitmap_zero(map, page->objects);
4279         get_map(s, page, map);
4280
4281         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4282                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4283                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4284 }
4285
4286 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4287                                         enum track_item alloc)
4288 {
4289         int len = 0;
4290         unsigned long i;
4291         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4292         int node;
4293         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4294                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4295
4296         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4297                                      GFP_TEMPORARY)) {
4298                 kfree(map);
4299                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4300         }
4301         /* Push back cpu slabs */
4302         flush_all(s);
4303
4304         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4305                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4306                 unsigned long flags;
4307                 struct page *page;
4308
4309                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4310                         continue;
4311
4312                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4313                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4314                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4315                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4316                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4317                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4318         }
4319
4320         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4321                 struct location *l = &t.loc[i];
4322
4323                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4324                         break;
4325                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4326
4327                 if (l->addr)
4328                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4329                 else
4330                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4331
4332                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4333                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4334                                 l->min_time,
4335                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4336                                 l->max_time);
4337                 } else
4338                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4339                                 l->min_time);
4340
4341                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4342                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4343                                 l->min_pid, l->max_pid);
4344                 else
4345                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4346                                 l->min_pid);
4347
4348                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4349                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4350                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4351                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4352                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4353                                                  to_cpumask(l->cpus));
4354                 }
4355
4356                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4357                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4358                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4359                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4360                                         l->nodes);
4361                 }
4362
4363                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4364         }
4365
4366         free_loc_track(&t);
4367         kfree(map);
4368         if (!t.count)
4369                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4370         return len;
4371 }
4372 #endif
4373
4374 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4375 static void resiliency_test(void)
4376 {
4377         u8 *p;
4378
4379         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4380
4381         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4382         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4383         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4384
4385         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4386         p[16] = 0x12;
4387         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4388                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4389
4390         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4391
4392         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4393         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4394         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4395         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4396                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4397         printk(KERN_ERR
4398                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4399
4400         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4401         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4402         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4403         *p = 0x56;
4404         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4405                                                                         p);
4406         printk(KERN_ERR
4407                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4408         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4409
4410         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4411         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4412         kfree(p);
4413         *p = 0x78;
4414         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4415         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4416
4417         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4418         kfree(p);
4419         p[50] = 0x9a;
4420         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4421                         p);
4422         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4423
4424         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4425         kfree(p);
4426         p[512] = 0xab;
4427         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4428         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4429 }
4430 #else
4431 #ifdef CONFIG_SYSFS
4432 static void resiliency_test(void) {};
4433 #endif
4434 #endif
4435
4436 #ifdef CONFIG_SYSFS
4437 enum slab_stat_type {
4438         SL_ALL,                 /* All slabs */
4439         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4440         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4441         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4442         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4443 };
4444
4445 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4446 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4447 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4448 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4449 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4450
4451 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4452                             char *buf, unsigned long flags)
4453 {
4454         unsigned long total = 0;
4455         int node;
4456         int x;
4457         unsigned long *nodes;
4458         unsigned long *per_cpu;
4459
4460         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4461         if (!nodes)
4462                 return -ENOMEM;
4463         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4464
4465         if (flags & SO_CPU) {
4466                 int cpu;
4467
4468                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4469                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4470                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4471                         struct page *page;
4472
4473                         if (node < 0)
4474                                 continue;
4475                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4476                         if (page) {
4477                                 if (flags & SO_TOTAL)
4478                                         x = page->objects;
4479                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4480                                         x = page->inuse;
4481                                 else
4482                                         x = 1;
4483
4484                                 total += x;
4485                                 nodes[node] += x;
4486                         }
4487                         page = c->partial;
4488
4489                         if (page) {
4490                                 x = page->pobjects;
4491                                 total += x;
4492                                 nodes[node] += x;
4493                         }
4494                         per_cpu[node]++;
4495                 }
4496         }
4497
4498         lock_memory_hotplug();
4499 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4500         if (flags & SO_ALL) {
4501                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4502                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4503
4504                 if (flags & SO_TOTAL)
4505                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4506                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4507                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4508                                 count_partial(n, count_free);
4509
4510                         else
4511                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4512                         total += x;
4513                         nodes[node] += x;
4514                 }
4515
4516         } else
4517 #endif
4518         if (flags & SO_PARTIAL) {
4519                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4520                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4521
4522                         if (flags & SO_TOTAL)
4523                                 x = count_partial(n, count_total);
4524                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4525                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4526                         else
4527                                 x = n->nr_partial;
4528                         total += x;
4529                         nodes[node] += x;
4530                 }
4531         }
4532         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4533 #ifdef CONFIG_NUMA
4534         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4535                 if (nodes[node])
4536                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4537                                         node, nodes[node]);
4538 #endif
4539         unlock_memory_hotplug();
4540         kfree(nodes);
4541         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4542 }
4543
4544 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4545 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4546 {
4547         int node;
4548
4549         for_each_online_node(node) {
4550                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4551
4552                 if (!n)
4553                         continue;
4554
4555                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4556                         return 1;
4557         }
4558         return 0;
4559 }
4560 #endif
4561
4562 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4563 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4564
4565 struct slab_attribute {
4566         struct attribute attr;
4567         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4568         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4569 };
4570
4571 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4572         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4573         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4574
4575 #define SLAB_ATTR(_name) \
4576         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4577         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4578
4579 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4580 {
4581         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4582 }
4583 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4584
4585 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4586 {
4587         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4588 }
4589 SLAB_ATTR_RO(align);
4590
4591 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4592 {
4593         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4594 }
4595 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4596
4597 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4598 {
4599         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4600 }
4601 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4602
4603 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4604                                 const char *buf, size_t length)
4605 {
4606         unsigned long order;
4607         int err;
4608
4609         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4610         if (err)
4611                 return err;
4612
4613         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4614                 return -EINVAL;
4615
4616         calculate_sizes(s, order);
4617         return length;
4618 }
4619
4620 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4621 {
4622         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4623 }
4624 SLAB_ATTR(order);
4625
4626 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4627 {
4628         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4629 }
4630
4631 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4632                                  size_t length)
4633 {
4634         unsigned long min;
4635         int err;
4636
4637         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4638         if (err)
4639                 return err;
4640
4641         set_min_partial(s, min);
4642         return length;
4643 }
4644 SLAB_ATTR(min_partial);
4645
4646 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4647 {
4648         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4649 }
4650
4651 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4652                                  size_t length)
4653 {
4654         unsigned long objects;
4655         int err;
4656
4657         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4658         if (err)
4659                 return err;
4660         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4661                 return -EINVAL;
4662
4663         s->cpu_partial = objects;
4664         flush_all(s);
4665         return length;
4666 }
4667 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4668
4669 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4670 {
4671         if (!s->ctor)
4672                 return 0;
4673         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4674 }
4675 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4676
4677 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4680 }
4681 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4682
4683 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4686 }
4687 SLAB_ATTR_RO(partial);
4688
4689 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4690 {
4691         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4692 }
4693 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4694
4695 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4696 {
4697         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4698 }
4699 SLAB_ATTR_RO(objects);
4700
4701 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4702 {
4703         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4704 }
4705 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4706
4707 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4708 {
4709         int objects = 0;
4710         int pages = 0;
4711         int cpu;
4712         int len;
4713
4714         for_each_online_cpu(cpu) {
4715                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4716
4717                 if (page) {
4718                         pages += page->pages;
4719                         objects += page->pobjects;
4720                 }
4721         }
4722
4723         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4724
4725 #ifdef CONFIG_SMP
4726         for_each_online_cpu(cpu) {
4727                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4728
4729                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4730                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4731                                 page->pobjects, page->pages);
4732         }
4733 #endif
4734         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4735 }
4736 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4737
4738 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4739 {
4740         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4741 }
4742
4743 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4744                                 const char *buf, size_t length)
4745 {
4746         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4747         if (buf[0] == '1')
4748                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4749         return length;
4750 }
4751 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4752
4753 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4754 {
4755         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4756 }
4757 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4758
4759 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4760 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4761 {
4762         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4763 }
4764 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4765 #endif
4766
4767 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4768 {
4769         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4770 }
4771 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4772
4773 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4774 {
4775         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4776 }
4777 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4778
4779 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4780 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4781 {
4782         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4783 }
4784 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4785
4786 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4787 {
4788         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4789 }
4790 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4791
4792 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4793 {
4794         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4795 }
4796
4797 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4798                                 const char *buf, size_t length)
4799 {
4800         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4801         if (buf[0] == '1') {
4802                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4803                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4804         }
4805         return length;
4806 }
4807 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4808
4809 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4810 {
4811         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4812 }
4813
4814 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4815                                                         size_t length)
4816 {
4817         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4818         if (buf[0] == '1') {
4819                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4820                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4821         }
4822         return length;
4823 }
4824 SLAB_ATTR(trace);
4825
4826 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4827 {
4828         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4829 }
4830
4831 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4832                                 const char *buf, size_t length)
4833 {
4834         if (any_slab_objects(s))
4835                 return -EBUSY;
4836
4837         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4838         if (buf[0] == '1') {
4839                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4840                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4841         }
4842         calculate_sizes(s, -1);
4843         return length;
4844 }
4845 SLAB_ATTR(red_zone);
4846
4847 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4848 {
4849         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4850 }
4851
4852 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4853                                 const char *buf, size_t length)
4854 {
4855         if (any_slab_objects(s))
4856                 return -EBUSY;
4857
4858         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4859         if (buf[0] == '1') {
4860                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4861                 s->flags |= SLAB_POISON;
4862         }
4863         calculate_sizes(s, -1);
4864         return length;
4865 }
4866 SLAB_ATTR(poison);
4867
4868 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4869 {
4870         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4871 }
4872
4873 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4874                                 const char *buf, size_t length)
4875 {
4876         if (any_slab_objects(s))
4877                 return -EBUSY;
4878
4879         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4880         if (buf[0] == '1') {
4881                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4882                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4883         }
4884         calculate_sizes(s, -1);
4885         return length;
4886 }
4887 SLAB_ATTR(store_user);
4888
4889 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4890 {
4891         return 0;
4892 }
4893
4894 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4895                         const char *buf, size_t length)
4896 {
4897         int ret = -EINVAL;
4898
4899         if (buf[0] == '1') {
4900                 ret = validate_slab_cache(s);
4901                 if (ret >= 0)
4902                         ret = length;
4903         }
4904         return ret;
4905 }
4906 SLAB_ATTR(validate);
4907
4908 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4909 {
4910         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4911                 return -ENOSYS;
4912         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4913 }
4914 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4915
4916 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4917 {
4918         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4919                 return -ENOSYS;
4920         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4921 }
4922 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4923 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4924
4925 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4926 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4927 {
4928         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4929 }
4930
4931 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4932                                                         size_t length)
4933 {
4934         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4935         if (buf[0] == '1')
4936                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4937         return length;
4938 }
4939 SLAB_ATTR(failslab);
4940 #endif
4941
4942 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4943 {
4944         return 0;
4945 }
4946
4947 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4948                         const char *buf, size_t length)
4949 {
4950         if (buf[0] == '1') {
4951                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4952
4953                 if (rc)
4954                         return rc;
4955         } else
4956                 return -EINVAL;
4957         return length;
4958 }
4959 SLAB_ATTR(shrink);
4960
4961 #ifdef CONFIG_NUMA
4962 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4963 {
4964         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4965 }
4966
4967 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4968                                 const char *buf, size_t length)
4969 {
4970         unsigned long ratio;
4971         int err;
4972
4973         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4974         if (err)
4975                 return err;
4976
4977         if (ratio <= 100)
4978                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4979
4980         return length;
4981 }
4982 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4983 #endif
4984
4985 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4986 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4987 {
4988         unsigned long sum  = 0;
4989         int cpu;
4990         int len;
4991         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4992
4993         if (!data)
4994                 return -ENOMEM;
4995
4996         for_each_online_cpu(cpu) {
4997                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4998
4999                 data[cpu] = x;
5000                 sum += x;
5001         }
5002
5003         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5004
5005 #ifdef CONFIG_SMP
5006         for_each_online_cpu(cpu) {
5007                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5008                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5009         }
5010 #endif
5011         kfree(data);
5012         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5013 }
5014
5015 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5016 {
5017         int cpu;
5018
5019         for_each_online_cpu(cpu)
5020                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5021 }
5022
5023 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5024 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5025 {                                                               \
5026         return show_stat(s, buf, si);                           \
5027 }                                                               \
5028 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5029                                 const char *buf, size_t length) \
5030 {                                                               \
5031         if (buf[0] != '0')                                      \
5032                 return -EINVAL;                                 \
5033         clear_stat(s, si);                                      \
5034         return length;                                          \
5035 }                                                               \
5036 SLAB_ATTR(text);                                                \
5037
5038 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5039 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5040 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5041 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5042 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5043 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5044 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5045 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5046 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5047 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5048 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5049 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5050 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5051 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5052 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5053 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5054 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5055 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5056 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5057 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5058 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5059 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5060 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5061 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5062 #endif
5063
5064 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5065         &slab_size_attr.attr,
5066         &object_size_attr.attr,
5067         &objs_per_slab_attr.attr,
5068         &order_attr.attr,
5069         &min_partial_attr.attr,
5070         &cpu_partial_attr.attr,
5071         &objects_attr.attr,
5072         &objects_partial_attr.attr,
5073         &partial_attr.attr,
5074         &cpu_slabs_attr.attr,
5075         &ctor_attr.attr,
5076         &aliases_attr.attr,
5077         &align_attr.attr,
5078         &hwcache_align_attr.attr,
5079         &reclaim_account_attr.attr,
5080         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5081         &shrink_attr.attr,
5082         &reserved_attr.attr,
5083         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5084 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5085         &total_objects_attr.attr,
5086         &slabs_attr.attr,
5087         &sanity_checks_attr.attr,
5088         &trace_attr.attr,
5089         &red_zone_attr.attr,
5090         &poison_attr.attr,
5091         &store_user_attr.attr,
5092         &validate_attr.attr,
5093         &alloc_calls_attr.attr,
5094         &free_calls_attr.attr,
5095 #endif
5096 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5097         &cache_dma_attr.attr,
5098 #endif
5099 #ifdef CONFIG_NUMA
5100         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5101 #endif
5102 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5103         &alloc_fastpath_attr.attr,
5104         &alloc_slowpath_attr.attr,
5105         &free_fastpath_attr.attr,
5106         &free_slowpath_attr.attr,
5107         &free_frozen_attr.attr,
5108         &free_add_partial_attr.attr,
5109         &free_remove_partial_attr.attr,
5110         &alloc_from_partial_attr.attr,
5111         &alloc_slab_attr.attr,
5112         &alloc_refill_attr.attr,
5113         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5114         &free_slab_attr.attr,
5115         &cpuslab_flush_attr.attr,
5116         &deactivate_full_attr.attr,
5117         &deactivate_empty_attr.attr,
5118         &deactivate_to_head_attr.attr,
5119         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5120         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5121         &deactivate_bypass_attr.attr,
5122         &order_fallback_attr.attr,
5123         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5124         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5125         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5126         &cpu_partial_free_attr.attr,
5127 #endif
5128 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5129         &failslab_attr.attr,
5130 #endif
5131
5132         NULL
5133 };
5134
5135 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5136         .attrs = slab_attrs,
5137 };
5138
5139 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5140                                 struct attribute *attr,
5141                                 char *buf)
5142 {
5143         struct slab_attribute *attribute;
5144         struct kmem_cache *s;
5145         int err;
5146
5147         attribute = to_slab_attr(attr);
5148         s = to_slab(kobj);
5149
5150         if (!attribute->show)
5151                 return -EIO;
5152
5153         err = attribute->show(s, buf);
5154
5155         return err;
5156 }
5157
5158 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5159                                 struct attribute *attr,
5160                                 const char *buf, size_t len)
5161 {
5162         struct slab_attribute *attribute;
5163         struct kmem_cache *s;
5164         int err;
5165
5166         attribute = to_slab_attr(attr);
5167         s = to_slab(kobj);
5168
5169         if (!attribute->store)
5170                 return -EIO;
5171
5172         err = attribute->store(s, buf, len);
5173
5174         return err;
5175 }
5176
5177 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5178 {
5179         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5180
5181         kfree(s->name);
5182         kfree(s);
5183 }
5184
5185 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5186         .show = slab_attr_show,
5187         .store = slab_attr_store,
5188 };
5189
5190 static struct kobj_type slab_ktype = {
5191         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5192         .release = kmem_cache_release
5193 };
5194
5195 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5196 {
5197         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5198
5199         if (ktype == &slab_ktype)
5200                 return 1;
5201         return 0;
5202 }
5203
5204 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5205         .filter = uevent_filter,
5206 };
5207
5208 static struct kset *slab_kset;
5209
5210 #define ID_STR_LENGTH 64
5211
5212 /* Create a unique string id for a slab cache:
5213  *
5214  * Format       :[flags-]size
5215  */
5216 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5217 {
5218         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5219         char *p = name;
5220
5221         BUG_ON(!name);
5222
5223         *p++ = ':';
5224         /*
5225          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5226          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5227          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5228          * are matched during merging to guarantee that the id is
5229          * unique.
5230          */
5231         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5232                 *p++ = 'd';
5233         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5234                 *p++ = 'a';
5235         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5236                 *p++ = 'F';
5237         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5238                 *p++ = 't';
5239         if (p != name + 1)
5240                 *p++ = '-';
5241         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5242         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5243         return name;
5244 }
5245
5246 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5247 {
5248         int err;
5249         const char *name;
5250         int unmergeable;
5251
5252         if (slab_state < SYSFS)
5253                 /* Defer until later */
5254                 return 0;
5255
5256         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5257         if (unmergeable) {
5258                 /*
5259                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5260                  * This is typically the case for debug situations. In that
5261                  * case we can catch duplicate names easily.
5262                  */
5263                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5264                 name = s->name;
5265         } else {
5266                 /*
5267                  * Create a unique name for the slab as a target
5268                  * for the symlinks.
5269                  */
5270                 name = create_unique_id(s);
5271         }
5272
5273         s->kobj.kset = slab_kset;
5274         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5275         if (err) {
5276                 kobject_put(&s->kobj);
5277                 return err;
5278         }
5279
5280         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5281         if (err) {
5282                 kobject_del(&s->kobj);
5283                 kobject_put(&s->kobj);
5284                 return err;
5285         }
5286         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5287         if (!unmergeable) {
5288                 /* Setup first alias */
5289                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5290                 kfree(name);
5291         }
5292         return 0;
5293 }
5294
5295 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5296 {
5297         if (slab_state < SYSFS)
5298                 /*
5299                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5300                  * cache from sysfs.
5301                  */
5302                 return;
5303
5304         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5305         kobject_del(&s->kobj);
5306         kobject_put(&s->kobj);
5307 }
5308
5309 /*
5310  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5311  * available lest we lose that information.
5312  */
5313 struct saved_alias {
5314         struct kmem_cache *s;
5315         const char *name;
5316         struct saved_alias *next;
5317 };
5318
5319 static struct saved_alias *alias_list;
5320
5321 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5322 {
5323         struct saved_alias *al;
5324
5325         if (slab_state == SYSFS) {
5326                 /*
5327                  * If we have a leftover link then remove it.
5328                  */
5329                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5330                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5331         }
5332
5333         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5334         if (!al)
5335                 return -ENOMEM;
5336
5337         al->s = s;
5338         al->name = name;
5339         al->next = alias_list;
5340         alias_list = al;
5341         return 0;
5342 }
5343
5344 static int __init slab_sysfs_init(void)
5345 {
5346         struct kmem_cache *s;
5347         int err;
5348
5349         down_write(&slub_lock);
5350
5351         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5352         if (!slab_kset) {
5353                 up_write(&slub_lock);
5354                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5355                 return -ENOSYS;
5356         }
5357
5358         slab_state = SYSFS;
5359
5360         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5361                 err = sysfs_slab_add(s);
5362                 if (err)
5363                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5364                                                 " to sysfs\n", s->name);
5365         }
5366
5367         while (alias_list) {
5368                 struct saved_alias *al = alias_list;
5369
5370                 alias_list = alias_list->next;
5371                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5372                 if (err)
5373                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5374                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5375                 kfree(al);
5376         }
5377
5378         up_write(&slub_lock);
5379         resiliency_test();
5380         return 0;
5381 }
5382
5383 __initcall(slab_sysfs_init);
5384 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5385
5386 /*
5387  * The /proc/slabinfo ABI
5388  */
5389 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5390 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5391 {
5392         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5393         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5394                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5395         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5396         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5397         seq_putc(m, '\n');
5398 }
5399
5400 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5401 {
5402         loff_t n = *pos;
5403
5404         down_read(&slub_lock);
5405         if (!n)
5406                 print_slabinfo_header(m);
5407
5408         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5409 }
5410
5411 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5412 {
5413         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5414 }
5415
5416 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5417 {
5418         up_read(&slub_lock);
5419 }
5420
5421 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5422 {
5423         unsigned long nr_partials = 0;
5424         unsigned long nr_slabs = 0;
5425         unsigned long nr_inuse = 0;
5426         unsigned long nr_objs = 0;
5427         unsigned long nr_free = 0;
5428         struct kmem_cache *s;
5429         int node;
5430
5431         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5432
5433         for_each_online_node(node) {
5434                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5435
5436                 if (!n)
5437                         continue;
5438
5439                 nr_partials += n->nr_partial;
5440                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5441                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5442                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5443         }
5444
5445         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5446
5447         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5448                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5449                    (1 << oo_order(s->oo)));
5450         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5451         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5452                    0UL);
5453         seq_putc(m, '\n');
5454         return 0;
5455 }
5456
5457 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5458         .start = s_start,
5459         .next = s_next,
5460         .stop = s_stop,
5461         .show = s_show,
5462 };
5463
5464 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5465 {
5466         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5467 }
5468
5469 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5470         .open           = slabinfo_open,
5471         .read           = seq_read,
5472         .llseek         = seq_lseek,
5473         .release        = seq_release,
5474 };
5475
5476 static int __init slab_proc_init(void)
5477 {
5478         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5479         return 0;
5480 }
5481 module_init(slab_proc_init);
5482 #endif /* CONFIG_SLABINFO */