mm: bugfix: set current->reclaim_state to NULL while returning from kswapd()
[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 #include <linux/prefetch.h>
33
34 #include <trace/events/kmem.h>
35
36 /*
37  * Lock order:
38  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
39  *   2. node->list_lock
40  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
41  *
42  *   slub_lock
43  *
44  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
45  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
46  *
47  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
48  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
49  *   double word in the page struct. Meaning
50  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
51  *      B. page->counters       -> Counters of objects
52  *      C. page->frozen         -> frozen state
53  *
54  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
55  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
56  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
57  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
58  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
59  *
60  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
61  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
62  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
63  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
64  *   modified without taking the list lock).
65  *
66  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
67  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
68  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
69  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
70  *   the list lock.
71  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
72  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
73  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
74  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
75  *
76  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
77  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
78  *
79  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
80  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
81  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
82  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
83  * cannot scan all objects.
84  *
85  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
86  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
87  * fast frees and allocs.
88  *
89  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
90  *
91  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
92  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
93  *                      such as satisfying allocations for a specific
94  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
95  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
96  *                      list operations. It is up to the processor holding
97  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
98  *                      when the slab is no longer needed.
99  *
100  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
101  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
102  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
103  *                      freelist that allows lockless access to
104  *                      free objects in addition to the regular freelist
105  *                      that requires the slab lock.
106  *
107  * PageError            Slab requires special handling due to debug
108  *                      options set. This moves slab handling out of
109  *                      the fast path and disables lockless freelists.
110  */
111
112 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
113                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
114
115 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
116 {
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
119 #else
120         return 0;
121 #endif
122 }
123
124 /*
125  * Issues still to be resolved:
126  *
127  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
128  *
129  * - Variable sizing of the per node arrays
130  */
131
132 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
133 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
134
135 /* Enable to log cmpxchg failures */
136 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
137
138 /*
139  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
140  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
141  */
142 #define MIN_PARTIAL 5
143
144 /*
145  * Maximum number of desirable partial slabs.
146  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
147  * sort the partial list by the number of objects in the.
148  */
149 #define MAX_PARTIAL 10
150
151 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
152                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
153
154 /*
155  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
156  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
157  * metadata.
158  */
159 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
160
161 /*
162  * Set of flags that will prevent slab merging
163  */
164 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
165                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
166                 SLAB_FAILSLAB)
167
168 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
169                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
170
171 #define OO_SHIFT        16
172 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
173 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
174
175 /* Internal SLUB flags */
176 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
177 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
178
179 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 static enum {
186         DOWN,           /* No slab functionality available */
187         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
188         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
189         SYSFS           /* Sysfs up */
190 } slab_state = DOWN;
191
192 /* A list of all slab caches on the system */
193 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
194 static LIST_HEAD(slab_caches);
195
196 /*
197  * Tracking user of a slab.
198  */
199 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
200 struct track {
201         unsigned long addr;     /* Called from address */
202 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
203         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
204 #endif
205         int cpu;                /* Was running on cpu */
206         int pid;                /* Pid context */
207         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
208 };
209
210 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
211
212 #ifdef CONFIG_SYSFS
213 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
214 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
215 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
216
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
222 {
223         kfree(s->name);
224         kfree(s);
225 }
226
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
233 #endif
234 }
235
236 /********************************************************************
237  *                      Core slab cache functions
238  *******************************************************************/
239
240 int slab_is_available(void)
241 {
242         return slab_state >= UP;
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
246 {
247         return s->node[node];
248 }
249
250 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
251 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
252                                 struct page *page, const void *object)
253 {
254         void *base;
255
256         if (!object)
257                 return 1;
258
259         base = page_address(page);
260         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
261                 (object - base) % s->size) {
262                 return 0;
263         }
264
265         return 1;
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         return *(void **)(object + s->offset);
271 }
272
273 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         prefetch(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         void *p;
281
282 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
283         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
284 #else
285         p = get_freepointer(s, object);
286 #endif
287         return p;
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         *(void **)(object + s->offset) = fp;
293 }
294
295 /* Loop over all objects in a slab */
296 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
297         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
298                         __p += (__s)->size)
299
300 /* Determine object index from a given position */
301 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
302 {
303         return (p - addr) / s->size;
304 }
305
306 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
307 {
308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
309         /*
310          * Debugging requires use of the padding between object
311          * and whatever may come after it.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
314                 return s->objsize;
315
316 #endif
317         /*
318          * If we have the need to store the freelist pointer
319          * back there or track user information then we can
320          * only use the space before that information.
321          */
322         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
323                 return s->inuse;
324         /*
325          * Else we can use all the padding etc for the allocation
326          */
327         return s->size;
328 }
329
330 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
331 {
332         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
333 }
334
335 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
336                 unsigned long size, int reserved)
337 {
338         struct kmem_cache_order_objects x = {
339                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
340         };
341
342         return x;
343 }
344
345 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
346 {
347         return x.x >> OO_SHIFT;
348 }
349
350 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
351 {
352         return x.x & OO_MASK;
353 }
354
355 /*
356  * Per slab locking using the pagelock
357  */
358 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
359 {
360         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
364 {
365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
369 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
370                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
371                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
372                 const char *n)
373 {
374         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
377         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
378                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
379                         freelist_old, counters_old,
380                         freelist_new, counters_new))
381                 return 1;
382         } else
383 #endif
384         {
385                 slab_lock(page);
386                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return 1;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return 0;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                         freelist_old, counters_old,
415                         freelist_new, counters_new))
416                 return 1;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         page->counters = counters_new;
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return 1;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return 0;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * Object debugging
475  */
476 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
477 {
478         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
479                         length, 1);
480 }
481
482 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483         enum track_item alloc)
484 {
485         struct track *p;
486
487         if (s->offset)
488                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
489         else
490                 p = object + s->inuse;
491
492         return p + alloc;
493 }
494
495 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
496                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
497 {
498         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
499
500         if (addr) {
501 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
502                 struct stack_trace trace;
503                 int i;
504
505                 trace.nr_entries = 0;
506                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
507                 trace.entries = p->addrs;
508                 trace.skip = 3;
509                 save_stack_trace(&trace);
510
511                 /* See rant in lockdep.c */
512                 if (trace.nr_entries != 0 &&
513                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
514                         trace.nr_entries--;
515
516                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
517                         p->addrs[i] = 0;
518 #endif
519                 p->addr = addr;
520                 p->cpu = smp_processor_id();
521                 p->pid = current->pid;
522                 p->when = jiffies;
523         } else
524                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
525 }
526
527 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
528 {
529         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
530                 return;
531
532         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
533         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
534 }
535
536 static void print_track(const char *s, struct track *t)
537 {
538         if (!t->addr)
539                 return;
540
541         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
542                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
543 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
544         {
545                 int i;
546                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
547                         if (t->addrs[i])
548                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
549                         else
550                                 break;
551         }
552 #endif
553 }
554
555 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
556 {
557         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
558                 return;
559
560         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
561         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
562 }
563
564 static void print_page_info(struct page *page)
565 {
566         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
567                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
568
569 }
570
571 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
572 {
573         va_list args;
574         char buf[100];
575
576         va_start(args, fmt);
577         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
578         va_end(args);
579         printk(KERN_ERR "========================================"
580                         "=====================================\n");
581         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
582         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
583                         "-------------------------------------\n\n");
584 }
585
586 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
587 {
588         va_list args;
589         char buf[100];
590
591         va_start(args, fmt);
592         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
593         va_end(args);
594         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
616                         s->inuse - s->objsize);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
641 {
642         va_list args;
643         char buf[100];
644
645         va_start(args, fmt);
646         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
647         va_end(args);
648         slab_bug(s, "%s", buf);
649         print_page_info(page);
650         dump_stack();
651 }
652
653 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
654 {
655         u8 *p = object;
656
657         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
658                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
659                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
660         }
661
662         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
663                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
664 }
665
666 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
667                                                 void *from, void *to)
668 {
669         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
670         memset(from, data, to - from);
671 }
672
673 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
674                         u8 *object, char *what,
675                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
676 {
677         u8 *fault;
678         u8 *end;
679
680         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
681         if (!fault)
682                 return 1;
683
684         end = start + bytes;
685         while (end > fault && end[-1] == value)
686                 end--;
687
688         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
689         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
690                                         fault, end - 1, fault[0], value);
691         print_trailer(s, page, object);
692
693         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
694         return 0;
695 }
696
697 /*
698  * Object layout:
699  *
700  * object address
701  *      Bytes of the object to be managed.
702  *      If the freepointer may overlay the object then the free
703  *      pointer is the first word of the object.
704  *
705  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
706  *      0xa5 (POISON_END)
707  *
708  * object + s->objsize
709  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
710  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
711  *      objsize == inuse.
712  *
713  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
714  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
715  *
716  * object + s->inuse
717  *      Meta data starts here.
718  *
719  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
720  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
721  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
722  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
723  *              before the word boundary.
724  *
725  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
726  *
727  * object + s->size
728  *      Nothing is used beyond s->size.
729  *
730  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
731  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
732  * may be used with merged slabcaches.
733  */
734
735 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
736 {
737         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
738
739         if (s->offset)
740                 /* Freepointer is placed after the object. */
741                 off += sizeof(void *);
742
743         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
744                 /* We also have user information there */
745                 off += 2 * sizeof(struct track);
746
747         if (s->size == off)
748                 return 1;
749
750         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
751                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
752 }
753
754 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
755 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
756 {
757         u8 *start;
758         u8 *fault;
759         u8 *end;
760         int length;
761         int remainder;
762
763         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
764                 return 1;
765
766         start = page_address(page);
767         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
768         end = start + length;
769         remainder = length % s->size;
770         if (!remainder)
771                 return 1;
772
773         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
774         if (!fault)
775                 return 1;
776         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
777                 end--;
778
779         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
780         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
781
782         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
783         return 0;
784 }
785
786 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                                         void *object, u8 val)
788 {
789         u8 *p = object;
790         u8 *endobject = object + s->objsize;
791
792         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
793                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
794                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
795                         return 0;
796         } else {
797                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
798                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
799                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
800                 }
801         }
802
803         if (s->flags & SLAB_POISON) {
804                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
805                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
806                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
807                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
808                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
809                         return 0;
810                 /*
811                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
812                  */
813                 check_pad_bytes(s, page, p);
814         }
815
816         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
817                 /*
818                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
819                  * freepointer while object is allocated.
820                  */
821                 return 1;
822
823         /* Check free pointer validity */
824         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
825                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
826                 /*
827                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
828                  * of the free objects in this slab. May cause
829                  * another error because the object count is now wrong.
830                  */
831                 set_freepointer(s, p, NULL);
832                 return 0;
833         }
834         return 1;
835 }
836
837 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         int maxobj;
840
841         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
842
843         if (!PageSlab(page)) {
844                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
845                 return 0;
846         }
847
848         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
849         if (page->objects > maxobj) {
850                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
851                         s->name, page->objects, maxobj);
852                 return 0;
853         }
854         if (page->inuse > page->objects) {
855                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
856                         s->name, page->inuse, page->objects);
857                 return 0;
858         }
859         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
860         slab_pad_check(s, page);
861         return 1;
862 }
863
864 /*
865  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
866  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
867  */
868 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
869 {
870         int nr = 0;
871         void *fp;
872         void *object = NULL;
873         unsigned long max_objects;
874
875         fp = page->freelist;
876         while (fp && nr <= page->objects) {
877                 if (fp == search)
878                         return 1;
879                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
880                         if (object) {
881                                 object_err(s, page, object,
882                                         "Freechain corrupt");
883                                 set_freepointer(s, object, NULL);
884                                 break;
885                         } else {
886                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
887                                 page->freelist = NULL;
888                                 page->inuse = page->objects;
889                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
890                                 return 0;
891                         }
892                         break;
893                 }
894                 object = fp;
895                 fp = get_freepointer(s, object);
896                 nr++;
897         }
898
899         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
900         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
901                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
902
903         if (page->objects != max_objects) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
905                         "should be %d", page->objects, max_objects);
906                 page->objects = max_objects;
907                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
908         }
909         if (page->inuse != page->objects - nr) {
910                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
911                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
912                 page->inuse = page->objects - nr;
913                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
914         }
915         return search == NULL;
916 }
917
918 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
919                                                                 int alloc)
920 {
921         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
922                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
923                         s->name,
924                         alloc ? "alloc" : "free",
925                         object, page->inuse,
926                         page->freelist);
927
928                 if (!alloc)
929                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
930
931                 dump_stack();
932         }
933 }
934
935 /*
936  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
937  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
938  */
939 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
940 {
941         flags &= gfp_allowed_mask;
942         lockdep_trace_alloc(flags);
943         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
944
945         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
946 }
947
948 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
949 {
950         flags &= gfp_allowed_mask;
951         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
952         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
953 }
954
955 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
956 {
957         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
958
959         /*
960          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
961          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
962          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
963          */
964 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
965         {
966                 unsigned long flags;
967
968                 local_irq_save(flags);
969                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
970                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
971                 local_irq_restore(flags);
972         }
973 #endif
974         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
975                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
976 }
977
978 /*
979  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
980  *
981  * list_lock must be held.
982  */
983 static void add_full(struct kmem_cache *s,
984         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
985 {
986         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
987                 return;
988
989         list_add(&page->lru, &n->full);
990 }
991
992 /*
993  * list_lock must be held.
994  */
995 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
996 {
997         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
998                 return;
999
1000         list_del(&page->lru);
1001 }
1002
1003 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1004 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1005 {
1006         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1007
1008         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1009 }
1010
1011 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1012 {
1013         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1014 }
1015
1016 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1017 {
1018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1019
1020         /*
1021          * May be called early in order to allocate a slab for the
1022          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1023          * dilemma by deferring the increment of the count during
1024          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1025          */
1026         if (n) {
1027                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1028                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1029         }
1030 }
1031 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1036         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1037 }
1038
1039 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1040 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1041                                                                 void *object)
1042 {
1043         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1044                 return;
1045
1046         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1047         init_tracking(s, object);
1048 }
1049
1050 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1051                                         void *object, unsigned long addr)
1052 {
1053         if (!check_slab(s, page))
1054                 goto bad;
1055
1056         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1057                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1058                 goto bad;
1059         }
1060
1061         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1062                 goto bad;
1063
1064         /* Success perform special debug activities for allocs */
1065         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1066                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1067         trace(s, page, object, 1);
1068         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1069         return 1;
1070
1071 bad:
1072         if (PageSlab(page)) {
1073                 /*
1074                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1075                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1076                  * as used avoids touching the remaining objects.
1077                  */
1078                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1079                 page->inuse = page->objects;
1080                 page->freelist = NULL;
1081         }
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1086                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1087 {
1088         unsigned long flags;
1089         int rc = 0;
1090
1091         local_irq_save(flags);
1092         slab_lock(page);
1093
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 goto fail;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1099                 goto fail;
1100         }
1101
1102         if (on_freelist(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1108                 goto out;
1109
1110         if (unlikely(s != page->slab)) {
1111                 if (!PageSlab(page)) {
1112                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1113                                 "outside of slab", object);
1114                 } else if (!page->slab) {
1115                         printk(KERN_ERR
1116                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1117                                                 object);
1118                         dump_stack();
1119                 } else
1120                         object_err(s, page, object,
1121                                         "page slab pointer corrupt.");
1122                 goto fail;
1123         }
1124
1125         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1126                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1127         trace(s, page, object, 0);
1128         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1129         rc = 1;
1130 out:
1131         slab_unlock(page);
1132         local_irq_restore(flags);
1133         return rc;
1134
1135 fail:
1136         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1137         goto out;
1138 }
1139
1140 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1141 {
1142         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1143         if (*str++ != '=' || !*str)
1144                 /*
1145                  * No options specified. Switch on full debugging.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         if (*str == ',')
1150                 /*
1151                  * No options but restriction on slabs. This means full
1152                  * debugging for slabs matching a pattern.
1153                  */
1154                 goto check_slabs;
1155
1156         if (tolower(*str) == 'o') {
1157                 /*
1158                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1159                  * would increase as a result.
1160                  */
1161                 disable_higher_order_debug = 1;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         slub_debug = 0;
1166         if (*str == '-')
1167                 /*
1168                  * Switch off all debugging measures.
1169                  */
1170                 goto out;
1171
1172         /*
1173          * Determine which debug features should be switched on
1174          */
1175         for (; *str && *str != ','; str++) {
1176                 switch (tolower(*str)) {
1177                 case 'f':
1178                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1179                         break;
1180                 case 'z':
1181                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1182                         break;
1183                 case 'p':
1184                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1185                         break;
1186                 case 'u':
1187                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1188                         break;
1189                 case 't':
1190                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1191                         break;
1192                 case 'a':
1193                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1194                         break;
1195                 default:
1196                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1197                                 "unknown. skipped\n", *str);
1198                 }
1199         }
1200
1201 check_slabs:
1202         if (*str == ',')
1203                 slub_debug_slabs = str + 1;
1204 out:
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1209
1210 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1211         unsigned long flags, const char *name,
1212         void (*ctor)(void *))
1213 {
1214         /*
1215          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1216          */
1217         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1218                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1219                 flags |= slub_debug;
1220
1221         return flags;
1222 }
1223 #else
1224 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1225                         struct page *page, void *object) {}
1226
1227 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1228         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1229
1230 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1231         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1232
1233 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1234                         { return 1; }
1235 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1236                         void *object, u8 val) { return 1; }
1237 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1238                                         struct page *page) {}
1239 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1240 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1241         unsigned long flags, const char *name,
1242         void (*ctor)(void *))
1243 {
1244         return flags;
1245 }
1246 #define slub_debug 0
1247
1248 #define disable_higher_order_debug 0
1249
1250 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1251                                                         { return 0; }
1252 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1253                                                         { return 0; }
1254 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1255                                                         int objects) {}
1256 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1257                                                         int objects) {}
1258
1259 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1260                                                         { return 0; }
1261
1262 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1263                 void *object) {}
1264
1265 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1266
1267 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1268
1269 /*
1270  * Slab allocation and freeing
1271  */
1272 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1273                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1274 {
1275         int order = oo_order(oo);
1276
1277         flags |= __GFP_NOTRACK;
1278
1279         if (node == NUMA_NO_NODE)
1280                 return alloc_pages(flags, order);
1281         else
1282                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1283 }
1284
1285 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1286 {
1287         struct page *page;
1288         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1289         gfp_t alloc_gfp;
1290
1291         flags &= gfp_allowed_mask;
1292
1293         if (flags & __GFP_WAIT)
1294                 local_irq_enable();
1295
1296         flags |= s->allocflags;
1297
1298         /*
1299          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1300          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1301          */
1302         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1303
1304         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1305         if (unlikely(!page)) {
1306                 oo = s->min;
1307                 /*
1308                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1309                  * Try a lower order alloc if possible
1310                  */
1311                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1312
1313                 if (page)
1314                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1315         }
1316
1317         if (flags & __GFP_WAIT)
1318                 local_irq_disable();
1319
1320         if (!page)
1321                 return NULL;
1322
1323         if (kmemcheck_enabled
1324                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1325                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1326
1327                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1328
1329                 /*
1330                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1331                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1332                  */
1333                 if (s->ctor)
1334                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1335                 else
1336                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1337         }
1338
1339         page->objects = oo_objects(oo);
1340         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1341                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1342                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1343                 1 << oo_order(oo));
1344
1345         return page;
1346 }
1347
1348 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1349                                 void *object)
1350 {
1351         setup_object_debug(s, page, object);
1352         if (unlikely(s->ctor))
1353                 s->ctor(object);
1354 }
1355
1356 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1357 {
1358         struct page *page;
1359         void *start;
1360         void *last;
1361         void *p;
1362
1363         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1364
1365         page = allocate_slab(s,
1366                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1367         if (!page)
1368                 goto out;
1369
1370         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1371         page->slab = s;
1372         page->flags |= 1 << PG_slab;
1373
1374         start = page_address(page);
1375
1376         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1377                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1378
1379         last = start;
1380         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1381                 setup_object(s, page, last);
1382                 set_freepointer(s, last, p);
1383                 last = p;
1384         }
1385         setup_object(s, page, last);
1386         set_freepointer(s, last, NULL);
1387
1388         page->freelist = start;
1389         page->inuse = page->objects;
1390         page->frozen = 1;
1391 out:
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1396 {
1397         int order = compound_order(page);
1398         int pages = 1 << order;
1399
1400         if (kmem_cache_debug(s)) {
1401                 void *p;
1402
1403                 slab_pad_check(s, page);
1404                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1405                                                 page->objects)
1406                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1407         }
1408
1409         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1410
1411         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1412                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1413                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1414                 -pages);
1415
1416         __ClearPageSlab(page);
1417         reset_page_mapcount(page);
1418         if (current->reclaim_state)
1419                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1420         __free_pages(page, order);
1421 }
1422
1423 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1424         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1425
1426 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1427 {
1428         struct page *page;
1429
1430         if (need_reserve_slab_rcu)
1431                 page = virt_to_head_page(h);
1432         else
1433                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1434
1435         __free_slab(page->slab, page);
1436 }
1437
1438 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1439 {
1440         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1441                 struct rcu_head *head;
1442
1443                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1444                         int order = compound_order(page);
1445                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1446
1447                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1448                         head = page_address(page) + offset;
1449                 } else {
1450                         /*
1451                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1452                          */
1453                         head = (void *)&page->lru;
1454                 }
1455
1456                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1457         } else
1458                 __free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1462 {
1463         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1464         free_slab(s, page);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Management of partially allocated slabs.
1469  *
1470  * list_lock must be held.
1471  */
1472 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1473                                 struct page *page, int tail)
1474 {
1475         n->nr_partial++;
1476         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1477                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1478         else
1479                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * list_lock must be held.
1484  */
1485 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1486                                         struct page *page)
1487 {
1488         list_del(&page->lru);
1489         n->nr_partial--;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1494  * per cpu freelist.
1495  *
1496  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1497  *
1498  * Must hold list_lock.
1499  */
1500 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1501                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1502                 int mode)
1503 {
1504         void *freelist;
1505         unsigned long counters;
1506         struct page new;
1507
1508         /*
1509          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1510          * The old freelist is the list of objects for the
1511          * per cpu allocation list.
1512          */
1513         do {
1514                 freelist = page->freelist;
1515                 counters = page->counters;
1516                 new.counters = counters;
1517                 if (mode) {
1518                         new.inuse = page->objects;
1519                         new.freelist = NULL;
1520                 } else {
1521                         new.freelist = freelist;
1522                 }
1523
1524                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1525                 new.frozen = 1;
1526
1527         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1528                         freelist, counters,
1529                         new.freelist, new.counters,
1530                         "lock and freeze"));
1531
1532         remove_partial(n, page);
1533         return freelist;
1534 }
1535
1536 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1537
1538 /*
1539  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1540  */
1541 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1542                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1543 {
1544         struct page *page, *page2;
1545         void *object = NULL;
1546
1547         /*
1548          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1549          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1550          * partial slab and there is none available then get_partials()
1551          * will return NULL.
1552          */
1553         if (!n || !n->nr_partial)
1554                 return NULL;
1555
1556         spin_lock(&n->list_lock);
1557         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1558                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1559                 int available;
1560
1561                 if (!t)
1562                         break;
1563
1564                 if (!object) {
1565                         c->page = page;
1566                         c->node = page_to_nid(page);
1567                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1568                         object = t;
1569                         available =  page->objects - page->inuse;
1570                 } else {
1571                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1572                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1573                 }
1574                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1575                         break;
1576
1577         }
1578         spin_unlock(&n->list_lock);
1579         return object;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1584  */
1585 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1586                 struct kmem_cache_cpu *c)
1587 {
1588 #ifdef CONFIG_NUMA
1589         struct zonelist *zonelist;
1590         struct zoneref *z;
1591         struct zone *zone;
1592         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1593         void *object;
1594         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1595
1596         /*
1597          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1598          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1599          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1600          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1601          *
1602          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1603          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1604          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1605          * from other nodes and filled up.
1606          *
1607          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1608          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1609          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1610          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1611          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1612          * with available objects.
1613          */
1614         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1615                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1616                 return NULL;
1617
1618         do {
1619                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1620                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1621                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1622                         struct kmem_cache_node *n;
1623
1624                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1625
1626                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1627                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1628                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1629                                 if (object) {
1630                                         /*
1631                                          * Return the object even if
1632                                          * put_mems_allowed indicated that
1633                                          * the cpuset mems_allowed was
1634                                          * updated in parallel. It's a
1635                                          * harmless race between the alloc
1636                                          * and the cpuset update.
1637                                          */
1638                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1639                                         return object;
1640                                 }
1641                         }
1642                 }
1643         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1644 #endif
1645         return NULL;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Get a partial page, lock it and return it.
1650  */
1651 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1652                 struct kmem_cache_cpu *c)
1653 {
1654         void *object;
1655         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1656
1657         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1658         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1659                 return object;
1660
1661         return get_any_partial(s, flags, c);
1662 }
1663
1664 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1665 /*
1666  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1667  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1668  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1669  */
1670 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1671 #else
1672 /*
1673  * No preemption supported therefore also no need to check for
1674  * different cpus.
1675  */
1676 #define TID_STEP 1
1677 #endif
1678
1679 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1680 {
1681         return tid + TID_STEP;
1682 }
1683
1684 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1685 {
1686         return tid % TID_STEP;
1687 }
1688
1689 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1690 {
1691         return tid / TID_STEP;
1692 }
1693
1694 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1695 {
1696         return cpu;
1697 }
1698
1699 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1700                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1701 {
1702 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1703         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1704
1705         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1706
1707 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1708         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1709                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1710                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1711         else
1712 #endif
1713         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1714                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1715                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1716         else
1717                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1718                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1719 #endif
1720         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1721 }
1722
1723 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1724 {
1725         int cpu;
1726
1727         for_each_possible_cpu(cpu)
1728                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Remove the cpu slab
1733  */
1734 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1735 {
1736         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1737         struct page *page = c->page;
1738         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1739         int lock = 0;
1740         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1741         void *freelist;
1742         void *nextfree;
1743         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1744         struct page new;
1745         struct page old;
1746
1747         if (page->freelist) {
1748                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1749                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1750         }
1751
1752         c->tid = next_tid(c->tid);
1753         c->page = NULL;
1754         freelist = c->freelist;
1755         c->freelist = NULL;
1756
1757         /*
1758          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1759          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1760          * last one.
1761          *
1762          * There is no need to take the list->lock because the page
1763          * is still frozen.
1764          */
1765         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1766                 void *prior;
1767                 unsigned long counters;
1768
1769                 do {
1770                         prior = page->freelist;
1771                         counters = page->counters;
1772                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1773                         new.counters = counters;
1774                         new.inuse--;
1775                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1776
1777                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1778                         prior, counters,
1779                         freelist, new.counters,
1780                         "drain percpu freelist"));
1781
1782                 freelist = nextfree;
1783         }
1784
1785         /*
1786          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1787          * list presence reflects the actual number of objects
1788          * during unfreeze.
1789          *
1790          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1791          * with the count. If there is a mismatch then the page
1792          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1793          *
1794          * Then we restart the process which may have to remove
1795          * the page from the list that we just put it on again
1796          * because the number of objects in the slab may have
1797          * changed.
1798          */
1799 redo:
1800
1801         old.freelist = page->freelist;
1802         old.counters = page->counters;
1803         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1804
1805         /* Determine target state of the slab */
1806         new.counters = old.counters;
1807         if (freelist) {
1808                 new.inuse--;
1809                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1810                 new.freelist = freelist;
1811         } else
1812                 new.freelist = old.freelist;
1813
1814         new.frozen = 0;
1815
1816         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1817                 m = M_FREE;
1818         else if (new.freelist) {
1819                 m = M_PARTIAL;
1820                 if (!lock) {
1821                         lock = 1;
1822                         /*
1823                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1824                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1825                          * is frozen
1826                          */
1827                         spin_lock(&n->list_lock);
1828                 }
1829         } else {
1830                 m = M_FULL;
1831                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1832                         lock = 1;
1833                         /*
1834                          * This also ensures that the scanning of full
1835                          * slabs from diagnostic functions will not see
1836                          * any frozen slabs.
1837                          */
1838                         spin_lock(&n->list_lock);
1839                 }
1840         }
1841
1842         if (l != m) {
1843
1844                 if (l == M_PARTIAL)
1845
1846                         remove_partial(n, page);
1847
1848                 else if (l == M_FULL)
1849
1850                         remove_full(s, page);
1851
1852                 if (m == M_PARTIAL) {
1853
1854                         add_partial(n, page, tail);
1855                         stat(s, tail);
1856
1857                 } else if (m == M_FULL) {
1858
1859                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1860                         add_full(s, n, page);
1861
1862                 }
1863         }
1864
1865         l = m;
1866         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1867                                 old.freelist, old.counters,
1868                                 new.freelist, new.counters,
1869                                 "unfreezing slab"))
1870                 goto redo;
1871
1872         if (lock)
1873                 spin_unlock(&n->list_lock);
1874
1875         if (m == M_FREE) {
1876                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1877                 discard_slab(s, page);
1878                 stat(s, FREE_SLAB);
1879         }
1880 }
1881
1882 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1883 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1884 {
1885         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1886         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1887         struct page *page, *discard_page = NULL;
1888
1889         while ((page = c->partial)) {
1890                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1891                 enum slab_modes l, m;
1892                 struct page new;
1893                 struct page old;
1894
1895                 c->partial = page->next;
1896                 l = M_FREE;
1897
1898                 do {
1899
1900                         old.freelist = page->freelist;
1901                         old.counters = page->counters;
1902                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1903
1904                         new.counters = old.counters;
1905                         new.freelist = old.freelist;
1906
1907                         new.frozen = 0;
1908
1909                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1910                                 m = M_FREE;
1911                         else {
1912                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1913                                                         page_to_nid(page));
1914
1915                                 m = M_PARTIAL;
1916                                 if (n != n2) {
1917                                         if (n)
1918                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1919
1920                                         n = n2;
1921                                         spin_lock(&n->list_lock);
1922                                 }
1923                         }
1924
1925                         if (l != m) {
1926                                 if (l == M_PARTIAL) {
1927                                         remove_partial(n, page);
1928                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1929                                 } else {
1930                                         add_partial(n, page,
1931                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1932                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1933                                 }
1934
1935                                 l = m;
1936                         }
1937
1938                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1939                                 old.freelist, old.counters,
1940                                 new.freelist, new.counters,
1941                                 "unfreezing slab"));
1942
1943                 if (m == M_FREE) {
1944                         page->next = discard_page;
1945                         discard_page = page;
1946                 }
1947         }
1948
1949         if (n)
1950                 spin_unlock(&n->list_lock);
1951
1952         while (discard_page) {
1953                 page = discard_page;
1954                 discard_page = discard_page->next;
1955
1956                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1957                 discard_slab(s, page);
1958                 stat(s, FREE_SLAB);
1959         }
1960 }
1961
1962 /*
1963  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1964  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1965  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1966  * onto a random cpus partial slot.
1967  *
1968  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1969  * per node partial list.
1970  */
1971 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1972 {
1973         struct page *oldpage;
1974         int pages;
1975         int pobjects;
1976
1977         do {
1978                 pages = 0;
1979                 pobjects = 0;
1980                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1981
1982                 if (oldpage) {
1983                         pobjects = oldpage->pobjects;
1984                         pages = oldpage->pages;
1985                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1986                                 unsigned long flags;
1987                                 /*
1988                                  * partial array is full. Move the existing
1989                                  * set to the per node partial list.
1990                                  */
1991                                 local_irq_save(flags);
1992                                 unfreeze_partials(s);
1993                                 local_irq_restore(flags);
1994                                 pobjects = 0;
1995                                 pages = 0;
1996                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1997                         }
1998                 }
1999
2000                 pages++;
2001                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2002
2003                 page->pages = pages;
2004                 page->pobjects = pobjects;
2005                 page->next = oldpage;
2006
2007         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2008         return pobjects;
2009 }
2010
2011 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2012 {
2013         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2014         deactivate_slab(s, c);
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Flush cpu slab.
2019  *
2020  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2021  */
2022 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2023 {
2024         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2025
2026         if (likely(c)) {
2027                 if (c->page)
2028                         flush_slab(s, c);
2029
2030                 unfreeze_partials(s);
2031         }
2032 }
2033
2034 static void flush_cpu_slab(void *d)
2035 {
2036         struct kmem_cache *s = d;
2037
2038         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2039 }
2040
2041 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2042 {
2043         struct kmem_cache *s = info;
2044         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2045
2046         return c->page || c->partial;
2047 }
2048
2049 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2050 {
2051         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2056  * locality expectations.
2057  */
2058 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2059 {
2060 #ifdef CONFIG_NUMA
2061         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2062                 return 0;
2063 #endif
2064         return 1;
2065 }
2066
2067 static int count_free(struct page *page)
2068 {
2069         return page->objects - page->inuse;
2070 }
2071
2072 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2073                                         int (*get_count)(struct page *))
2074 {
2075         unsigned long flags;
2076         unsigned long x = 0;
2077         struct page *page;
2078
2079         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2080         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2081                 x += get_count(page);
2082         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2083         return x;
2084 }
2085
2086 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2087 {
2088 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2089         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2090 #else
2091         return 0;
2092 #endif
2093 }
2094
2095 static noinline void
2096 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2097 {
2098         int node;
2099
2100         printk(KERN_WARNING
2101                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2102                 nid, gfpflags);
2103         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2104                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2105                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2106
2107         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2108                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2109                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2110
2111         for_each_online_node(node) {
2112                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2113                 unsigned long nr_slabs;
2114                 unsigned long nr_objs;
2115                 unsigned long nr_free;
2116
2117                 if (!n)
2118                         continue;
2119
2120                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2121                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2122                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2123
2124                 printk(KERN_WARNING
2125                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2126                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2127         }
2128 }
2129
2130 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2131                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2132 {
2133         void *object;
2134         struct kmem_cache_cpu *c;
2135         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2136
2137         if (page) {
2138                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2139                 if (c->page)
2140                         flush_slab(s, c);
2141
2142                 /*
2143                  * No other reference to the page yet so we can
2144                  * muck around with it freely without cmpxchg
2145                  */
2146                 object = page->freelist;
2147                 page->freelist = NULL;
2148
2149                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2150                 c->node = page_to_nid(page);
2151                 c->page = page;
2152                 *pc = c;
2153         } else
2154                 object = NULL;
2155
2156         return object;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2161  * or deactivate the page.
2162  *
2163  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2164  *
2165  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2166  */
2167 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2168 {
2169         struct page new;
2170         unsigned long counters;
2171         void *freelist;
2172
2173         do {
2174                 freelist = page->freelist;
2175                 counters = page->counters;
2176                 new.counters = counters;
2177                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2178
2179                 new.inuse = page->objects;
2180                 new.frozen = freelist != NULL;
2181
2182         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2183                 freelist, counters,
2184                 NULL, new.counters,
2185                 "get_freelist"));
2186
2187         return freelist;
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2192  * debugging duties.
2193  *
2194  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2195  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2196  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2197  *
2198  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2199  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2200  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2201  *
2202  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2203  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2204  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2205  */
2206 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2207                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2208 {
2209         void **object;
2210         unsigned long flags;
2211
2212         local_irq_save(flags);
2213 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2214         /*
2215          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2216          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2217          * pointer.
2218          */
2219         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2220 #endif
2221
2222         if (!c->page)
2223                 goto new_slab;
2224 redo:
2225         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2226                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2227                 deactivate_slab(s, c);
2228                 goto new_slab;
2229         }
2230
2231         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2232         object = c->freelist;
2233         if (object)
2234                 goto load_freelist;
2235
2236         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2237
2238         object = get_freelist(s, c->page);
2239
2240         if (!object) {
2241                 c->page = NULL;
2242                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2243                 goto new_slab;
2244         }
2245
2246         stat(s, ALLOC_REFILL);
2247
2248 load_freelist:
2249         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2250         c->tid = next_tid(c->tid);
2251         local_irq_restore(flags);
2252         return object;
2253
2254 new_slab:
2255
2256         if (c->partial) {
2257                 c->page = c->partial;
2258                 c->partial = c->page->next;
2259                 c->node = page_to_nid(c->page);
2260                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2261                 c->freelist = NULL;
2262                 goto redo;
2263         }
2264
2265         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2266         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2267
2268         if (unlikely(!object)) {
2269
2270                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2271
2272                 if (unlikely(!object)) {
2273                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2274                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2275
2276                         local_irq_restore(flags);
2277                         return NULL;
2278                 }
2279         }
2280
2281         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2282                 goto load_freelist;
2283
2284         /* Only entered in the debug case */
2285         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2286                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2287
2288         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2289         deactivate_slab(s, c);
2290         c->node = NUMA_NO_NODE;
2291         local_irq_restore(flags);
2292         return object;
2293 }
2294
2295 /*
2296  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2297  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2298  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2299  *
2300  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2301  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2302  *
2303  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2304  */
2305 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2306                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2307 {
2308         void **object;
2309         struct kmem_cache_cpu *c;
2310         unsigned long tid;
2311
2312         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2313                 return NULL;
2314
2315 redo:
2316
2317         /*
2318          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2319          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2320          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2321          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2322          */
2323         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2324
2325         /*
2326          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2327          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2328          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2329          * linked list in between.
2330          */
2331         tid = c->tid;
2332         barrier();
2333
2334         object = c->freelist;
2335         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2336
2337                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2338
2339         else {
2340                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2341
2342                 /*
2343                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2344                  * operation and if we are on the right processor.
2345                  *
2346                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2347                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2348                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2349                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2350                  *
2351                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2352                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2353                  */
2354                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2355                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2356                                 object, tid,
2357                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2358
2359                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2360                         goto redo;
2361                 }
2362                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2363                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2364         }
2365
2366         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2367                 memset(object, 0, s->objsize);
2368
2369         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2370
2371         return object;
2372 }
2373
2374 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2375 {
2376         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2377
2378         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2379
2380         return ret;
2381 }
2382 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2383
2384 #ifdef CONFIG_TRACING
2385 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2386 {
2387         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2388         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2389         return ret;
2390 }
2391 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2392
2393 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2394 {
2395         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2396         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2397         return ret;
2398 }
2399 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2400 #endif
2401
2402 #ifdef CONFIG_NUMA
2403 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2404 {
2405         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2406
2407         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2408                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2409
2410         return ret;
2411 }
2412 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2413
2414 #ifdef CONFIG_TRACING
2415 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2416                                     gfp_t gfpflags,
2417                                     int node, size_t size)
2418 {
2419         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2420
2421         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2422                            size, s->size, gfpflags, node);
2423         return ret;
2424 }
2425 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2426 #endif
2427 #endif
2428
2429 /*
2430  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2431  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2432  *
2433  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2434  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2435  * handling required then we can return immediately.
2436  */
2437 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2438                         void *x, unsigned long addr)
2439 {
2440         void *prior;
2441         void **object = (void *)x;
2442         int was_frozen;
2443         int inuse;
2444         struct page new;
2445         unsigned long counters;
2446         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2447         unsigned long uninitialized_var(flags);
2448
2449         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2450
2451         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2452                 return;
2453
2454         do {
2455                 prior = page->freelist;
2456                 counters = page->counters;
2457                 set_freepointer(s, object, prior);
2458                 new.counters = counters;
2459                 was_frozen = new.frozen;
2460                 new.inuse--;
2461                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2462
2463                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2464
2465                                 /*
2466                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2467                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2468                                  */
2469                                 new.frozen = 1;
2470
2471                         else { /* Needs to be taken off a list */
2472
2473                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2474                                 /*
2475                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2476                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2477                                  * drop the list_lock without any processing.
2478                                  *
2479                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2480                                  * other processors updating the list of slabs.
2481                                  */
2482                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2483
2484                         }
2485                 }
2486                 inuse = new.inuse;
2487
2488         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2489                 prior, counters,
2490                 object, new.counters,
2491                 "__slab_free"));
2492
2493         if (likely(!n)) {
2494
2495                 /*
2496                  * If we just froze the page then put it onto the
2497                  * per cpu partial list.
2498                  */
2499                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2500                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2501                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2502                 }
2503                 /*
2504                  * The list lock was not taken therefore no list
2505                  * activity can be necessary.
2506                  */
2507                 if (was_frozen)
2508                         stat(s, FREE_FROZEN);
2509                 return;
2510         }
2511
2512         /*
2513          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2514          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2515          */
2516         if (was_frozen)
2517                 stat(s, FREE_FROZEN);
2518         else {
2519                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2520                         goto slab_empty;
2521
2522                 /*
2523                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2524                  * then add it.
2525                  */
2526                 if (unlikely(!prior)) {
2527                         remove_full(s, page);
2528                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2529                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2530                 }
2531         }
2532         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2533         return;
2534
2535 slab_empty:
2536         if (prior) {
2537                 /*
2538                  * Slab on the partial list.
2539                  */
2540                 remove_partial(n, page);
2541                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2542         } else
2543                 /* Slab must be on the full list */
2544                 remove_full(s, page);
2545
2546         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2547         stat(s, FREE_SLAB);
2548         discard_slab(s, page);
2549 }
2550
2551 /*
2552  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2553  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2554  *
2555  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2556  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2557  * the item before.
2558  *
2559  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2560  * with all sorts of special processing.
2561  */
2562 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2563                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2564 {
2565         void **object = (void *)x;
2566         struct kmem_cache_cpu *c;
2567         unsigned long tid;
2568
2569         slab_free_hook(s, x);
2570
2571 redo:
2572         /*
2573          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2574          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2575          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2576          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2577          */
2578         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2579
2580         tid = c->tid;
2581         barrier();
2582
2583         if (likely(page == c->page)) {
2584                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2585
2586                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2587                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2588                                 c->freelist, tid,
2589                                 object, next_tid(tid)))) {
2590
2591                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2592                         goto redo;
2593                 }
2594                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2595         } else
2596                 __slab_free(s, page, x, addr);
2597
2598 }
2599
2600 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2601 {
2602         struct page *page;
2603
2604         page = virt_to_head_page(x);
2605
2606         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2607
2608         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2609 }
2610 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2611
2612 /*
2613  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2614  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2615  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2616  * another.
2617  *
2618  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2619  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2620  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2621  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2622  * locking overhead.
2623  */
2624
2625 /*
2626  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2627  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2628  * and increases the number of allocations possible without having to
2629  * take the list_lock.
2630  */
2631 static int slub_min_order;
2632 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2633 static int slub_min_objects;
2634
2635 /*
2636  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2637  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2638  */
2639 static int slub_nomerge;
2640
2641 /*
2642  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2643  *
2644  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2645  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2646  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2647  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2648  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2649  * would be wasted.
2650  *
2651  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2652  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2653  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2654  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2655  *
2656  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2657  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2658  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2659  * of space in favor of a small page order.
2660  *
2661  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2662  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2663  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2664  * the smallest order which will fit the object.
2665  */
2666 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2667                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2668 {
2669         int order;
2670         int rem;
2671         int min_order = slub_min_order;
2672
2673         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2674                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2675
2676         for (order = max(min_order,
2677                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2678                         order <= max_order; order++) {
2679
2680                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2681
2682                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2683                         continue;
2684
2685                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2686
2687                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2688                         break;
2689
2690         }
2691
2692         return order;
2693 }
2694
2695 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2696 {
2697         int order;
2698         int min_objects;
2699         int fraction;
2700         int max_objects;
2701
2702         /*
2703          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2704          * works by first attempting to generate a layout with
2705          * the best configuration and backing off gradually.
2706          *
2707          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2708          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2709          */
2710         min_objects = slub_min_objects;
2711         if (!min_objects)
2712                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2713         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2714         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2715
2716         while (min_objects > 1) {
2717                 fraction = 16;
2718                 while (fraction >= 4) {
2719                         order = slab_order(size, min_objects,
2720                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2721                         if (order <= slub_max_order)
2722                                 return order;
2723                         fraction /= 2;
2724                 }
2725                 min_objects--;
2726         }
2727
2728         /*
2729          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2730          * lets see if we can place a single object there.
2731          */
2732         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2733         if (order <= slub_max_order)
2734                 return order;
2735
2736         /*
2737          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2738          */
2739         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2740         if (order < MAX_ORDER)
2741                 return order;
2742         return -ENOSYS;
2743 }
2744
2745 /*
2746  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2747  */
2748 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2749                 unsigned long align, unsigned long size)
2750 {
2751         /*
2752          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2753          * suggestion if the object is sufficiently large.
2754          *
2755          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2756          * alignment though. If that is greater then use it.
2757          */
2758         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2759                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2760                 while (size <= ralign / 2)
2761                         ralign /= 2;
2762                 align = max(align, ralign);
2763         }
2764
2765         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2766                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2767
2768         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2769 }
2770
2771 static void
2772 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2773 {
2774         n->nr_partial = 0;
2775         spin_lock_init(&n->list_lock);
2776         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2777 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2778         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2779         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2780         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2781 #endif
2782 }
2783
2784 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2785 {
2786         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2787                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2788
2789         /*
2790          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2791          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2792          */
2793         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2794                                      2 * sizeof(void *));
2795
2796         if (!s->cpu_slab)
2797                 return 0;
2798
2799         init_kmem_cache_cpus(s);
2800
2801         return 1;
2802 }
2803
2804 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2805
2806 /*
2807  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2808  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2809  * possible.
2810  *
2811  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2812  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2813  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2814  */
2815 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2816 {
2817         struct page *page;
2818         struct kmem_cache_node *n;
2819
2820         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2821
2822         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2823
2824         BUG_ON(!page);
2825         if (page_to_nid(page) != node) {
2826                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2827                                 "node %d\n", node);
2828                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2829                                 "in order to be able to continue\n");
2830         }
2831
2832         n = page->freelist;
2833         BUG_ON(!n);
2834         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2835         page->inuse = 1;
2836         page->frozen = 0;
2837         kmem_cache_node->node[node] = n;
2838 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2839         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2840         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2841 #endif
2842         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2843         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2844
2845         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2846 }
2847
2848 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2849 {
2850         int node;
2851
2852         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2853                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2854
2855                 if (n)
2856                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2857
2858                 s->node[node] = NULL;
2859         }
2860 }
2861
2862 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2863 {
2864         int node;
2865
2866         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2867                 struct kmem_cache_node *n;
2868
2869                 if (slab_state == DOWN) {
2870                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2871                         continue;
2872                 }
2873                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2874                                                 GFP_KERNEL, node);
2875
2876                 if (!n) {
2877                         free_kmem_cache_nodes(s);
2878                         return 0;
2879                 }
2880
2881                 s->node[node] = n;
2882                 init_kmem_cache_node(n, s);
2883         }
2884         return 1;
2885 }
2886
2887 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2888 {
2889         if (min < MIN_PARTIAL)
2890                 min = MIN_PARTIAL;
2891         else if (min > MAX_PARTIAL)
2892                 min = MAX_PARTIAL;
2893         s->min_partial = min;
2894 }
2895
2896 /*
2897  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2898  * a slab object.
2899  */
2900 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2901 {
2902         unsigned long flags = s->flags;
2903         unsigned long size = s->objsize;
2904         unsigned long align = s->align;
2905         int order;
2906
2907         /*
2908          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2909          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2910          * the possible location of the free pointer.
2911          */
2912         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2913
2914 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2915         /*
2916          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2917          * the slab may touch the object after free or before allocation
2918          * then we should never poison the object itself.
2919          */
2920         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2921                         !s->ctor)
2922                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2923         else
2924                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2925
2926
2927         /*
2928          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2929          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2930          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2931          */
2932         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2933                 size += sizeof(void *);
2934 #endif
2935
2936         /*
2937          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2938          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2939          */
2940         s->inuse = size;
2941
2942         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2943                 s->ctor)) {
2944                 /*
2945                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2946                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2947                  * kmem_cache_free.
2948                  *
2949                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2950                  * destructor or are poisoning the objects.
2951                  */
2952                 s->offset = size;
2953                 size += sizeof(void *);
2954         }
2955
2956 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2957         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2958                 /*
2959                  * Need to store information about allocs and frees after
2960                  * the object.
2961                  */
2962                 size += 2 * sizeof(struct track);
2963
2964         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2965                 /*
2966                  * Add some empty padding so that we can catch
2967                  * overwrites from earlier objects rather than let
2968                  * tracking information or the free pointer be
2969                  * corrupted if a user writes before the start
2970                  * of the object.
2971                  */
2972                 size += sizeof(void *);
2973 #endif
2974
2975         /*
2976          * Determine the alignment based on various parameters that the
2977          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2978          * on bootup.
2979          */
2980         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2981         s->align = align;
2982
2983         /*
2984          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2985          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2986          * each object to conform to the alignment.
2987          */
2988         size = ALIGN(size, align);
2989         s->size = size;
2990         if (forced_order >= 0)
2991                 order = forced_order;
2992         else
2993                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2994
2995         if (order < 0)
2996                 return 0;
2997
2998         s->allocflags = 0;
2999         if (order)
3000                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3001
3002         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3003                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3004
3005         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3006                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3007
3008         /*
3009          * Determine the number of objects per slab
3010          */
3011         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3012         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3013         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3014                 s->max = s->oo;
3015
3016         return !!oo_objects(s->oo);
3017
3018 }
3019
3020 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3021                 const char *name, size_t size,
3022                 size_t align, unsigned long flags,
3023                 void (*ctor)(void *))
3024 {
3025         memset(s, 0, kmem_size);
3026         s->name = name;
3027         s->ctor = ctor;
3028         s->objsize = size;
3029         s->align = align;
3030         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3031         s->reserved = 0;
3032
3033         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3034                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3035
3036         if (!calculate_sizes(s, -1))
3037                 goto error;
3038         if (disable_higher_order_debug) {
3039                 /*
3040                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3041                  * order increased.
3042                  */
3043                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3044                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3045                         s->offset = 0;
3046                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3047                                 goto error;
3048                 }
3049         }
3050
3051 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3052     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3053         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3054                 /* Enable fast mode */
3055                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3056 #endif
3057
3058         /*
3059          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3060          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3061          */
3062         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3063
3064         /*
3065          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3066          * per cpu partial lists of a processor.
3067          *
3068          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3069          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3070          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3071          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3072          *
3073          * This setting also determines
3074          *
3075          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3076          *    per node list when we reach the limit.
3077          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3078          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3079          *    to keep some capacity around for frees.
3080          */
3081         if (kmem_cache_debug(s))
3082                 s->cpu_partial = 0;
3083         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3084                 s->cpu_partial = 2;
3085         else if (s->size >= 1024)
3086                 s->cpu_partial = 6;
3087         else if (s->size >= 256)
3088                 s->cpu_partial = 13;
3089         else
3090                 s->cpu_partial = 30;
3091
3092         s->refcount = 1;
3093 #ifdef CONFIG_NUMA
3094         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3095 #endif
3096         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3097                 goto error;
3098
3099         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3100                 return 1;
3101
3102         free_kmem_cache_nodes(s);
3103 error:
3104         if (flags & SLAB_PANIC)
3105                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3106                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3107                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3108                         s->offset, flags);
3109         return 0;
3110 }
3111
3112 /*
3113  * Determine the size of a slab object
3114  */
3115 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3116 {
3117         return s->objsize;
3118 }
3119 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3120
3121 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3122                                                         const char *text)
3123 {
3124 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3125         void *addr = page_address(page);
3126         void *p;
3127         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3128                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3129         if (!map)
3130                 return;
3131         slab_err(s, page, "%s", text);
3132         slab_lock(page);
3133
3134         get_map(s, page, map);
3135         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3136
3137                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3138                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3139                                                         p, p - addr);
3140                         print_tracking(s, p);
3141                 }
3142         }
3143         slab_unlock(page);
3144         kfree(map);
3145 #endif
3146 }
3147
3148 /*
3149  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3150  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3151  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3152  */
3153 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3154 {
3155         struct page *page, *h;
3156
3157         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3158                 if (!page->inuse) {
3159                         remove_partial(n, page);
3160                         discard_slab(s, page);
3161                 } else {
3162                         list_slab_objects(s, page,
3163                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3164                 }
3165         }
3166 }
3167
3168 /*
3169  * Release all resources used by a slab cache.
3170  */
3171 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3172 {
3173         int node;
3174
3175         flush_all(s);
3176         free_percpu(s->cpu_slab);
3177         /* Attempt to free all objects */
3178         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3179                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3180
3181                 free_partial(s, n);
3182                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3183                         return 1;
3184         }
3185         free_kmem_cache_nodes(s);
3186         return 0;
3187 }
3188
3189 /*
3190  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3191  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3192  */
3193 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3194 {
3195         down_write(&slub_lock);
3196         s->refcount--;
3197         if (!s->refcount) {
3198                 list_del(&s->list);
3199                 up_write(&slub_lock);
3200                 if (kmem_cache_close(s)) {
3201                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3202                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3203                         dump_stack();
3204                 }
3205                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3206                         rcu_barrier();
3207                 sysfs_slab_remove(s);
3208         } else
3209                 up_write(&slub_lock);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3212
3213 /********************************************************************
3214  *              Kmalloc subsystem
3215  *******************************************************************/
3216
3217 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3218 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3219
3220 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3221
3222 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3223 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3224 #endif
3225
3226 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3227 {
3228         get_option(&str, &slub_min_order);
3229
3230         return 1;
3231 }
3232
3233 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3234
3235 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3236 {
3237         get_option(&str, &slub_max_order);
3238         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3239
3240         return 1;
3241 }
3242
3243 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3244
3245 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3246 {
3247         get_option(&str, &slub_min_objects);
3248
3249         return 1;
3250 }
3251
3252 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3253
3254 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3255 {
3256         slub_nomerge = 1;
3257         return 1;
3258 }
3259
3260 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3261
3262 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3263                                                 int size, unsigned int flags)
3264 {
3265         struct kmem_cache *s;
3266
3267         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3268
3269         /*
3270          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3271          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3272          */
3273         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3274                                                                 flags, NULL))
3275                 goto panic;
3276
3277         list_add(&s->list, &slab_caches);
3278         return s;
3279
3280 panic:
3281         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3282         return NULL;
3283 }
3284
3285 /*
3286  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3287  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3288  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3289  * fls.
3290  */
3291 static s8 size_index[24] = {
3292         3,      /* 8 */
3293         4,      /* 16 */
3294         5,      /* 24 */
3295         5,      /* 32 */
3296         6,      /* 40 */
3297         6,      /* 48 */
3298         6,      /* 56 */
3299         6,      /* 64 */
3300         1,      /* 72 */
3301         1,      /* 80 */
3302         1,      /* 88 */
3303         1,      /* 96 */
3304         7,      /* 104 */
3305         7,      /* 112 */
3306         7,      /* 120 */
3307         7,      /* 128 */
3308         2,      /* 136 */
3309         2,      /* 144 */
3310         2,      /* 152 */
3311         2,      /* 160 */
3312         2,      /* 168 */
3313         2,      /* 176 */
3314         2,      /* 184 */
3315         2       /* 192 */
3316 };
3317
3318 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3319 {
3320         return (bytes - 1) / 8;
3321 }
3322
3323 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3324 {
3325         int index;
3326
3327         if (size <= 192) {
3328                 if (!size)
3329                         return ZERO_SIZE_PTR;
3330
3331                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3332         } else
3333                 index = fls(size - 1);
3334
3335 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3336         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3337                 return kmalloc_dma_caches[index];
3338
3339 #endif
3340         return kmalloc_caches[index];
3341 }
3342
3343 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3344 {
3345         struct kmem_cache *s;
3346         void *ret;
3347
3348         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3349                 return kmalloc_large(size, flags);
3350
3351         s = get_slab(size, flags);
3352
3353         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3354                 return s;
3355
3356         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3357
3358         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3359
3360         return ret;
3361 }
3362 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3363
3364 #ifdef CONFIG_NUMA
3365 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3366 {
3367         struct page *page;
3368         void *ptr = NULL;
3369
3370         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3371         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3372         if (page)
3373                 ptr = page_address(page);
3374
3375         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3376         return ptr;
3377 }
3378
3379 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3380 {
3381         struct kmem_cache *s;
3382         void *ret;
3383
3384         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3385                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3386
3387                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3388                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3389                                    flags, node);
3390
3391                 return ret;
3392         }
3393
3394         s = get_slab(size, flags);
3395
3396         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3397                 return s;
3398
3399         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3400
3401         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3402
3403         return ret;
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3406 #endif
3407
3408 size_t ksize(const void *object)
3409 {
3410         struct page *page;
3411
3412         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3413                 return 0;
3414
3415         page = virt_to_head_page(object);
3416
3417         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3418                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3419                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3420         }
3421
3422         return slab_ksize(page->slab);
3423 }
3424 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3425
3426 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3427 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3428 {
3429         struct page *page;
3430         void *object = (void *)x;
3431         unsigned long flags;
3432         bool rv;
3433
3434         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3435                 return false;
3436
3437         local_irq_save(flags);
3438
3439         page = virt_to_head_page(x);
3440         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3441                 /* maybe it was from stack? */
3442                 rv = true;
3443                 goto out_unlock;
3444         }
3445
3446         slab_lock(page);
3447         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3448                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3449                 rv = false;
3450         } else {
3451                 rv = true;
3452         }
3453         slab_unlock(page);
3454
3455 out_unlock:
3456         local_irq_restore(flags);
3457         return rv;
3458 }
3459 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3460 #endif
3461
3462 void kfree(const void *x)
3463 {
3464         struct page *page;
3465         void *object = (void *)x;
3466
3467         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3468
3469         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3470                 return;
3471
3472         page = virt_to_head_page(x);
3473         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3474                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3475                 kmemleak_free(x);
3476                 put_page(page);
3477                 return;
3478         }
3479         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3480 }
3481 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3482
3483 /*
3484  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3485  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3486  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3487  * and thus they can be removed from the partial lists.
3488  *
3489  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3490  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3491  * are freed in them.
3492  */
3493 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3494 {
3495         int node;
3496         int i;
3497         struct kmem_cache_node *n;
3498         struct page *page;
3499         struct page *t;
3500         int objects = oo_objects(s->max);
3501         struct list_head *slabs_by_inuse =
3502                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3503         unsigned long flags;
3504
3505         if (!slabs_by_inuse)
3506                 return -ENOMEM;
3507
3508         flush_all(s);
3509         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3510                 n = get_node(s, node);
3511
3512                 if (!n->nr_partial)
3513                         continue;
3514
3515                 for (i = 0; i < objects; i++)
3516                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3517
3518                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3519
3520                 /*
3521                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3522                  *
3523                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3524                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3525                  */
3526                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3527                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3528                         if (!page->inuse)
3529                                 n->nr_partial--;
3530                 }
3531
3532                 /*
3533                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3534                  * first and the least used slabs at the end.
3535                  */
3536                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3537                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3538
3539                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3540
3541                 /* Release empty slabs */
3542                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3543                         discard_slab(s, page);
3544         }
3545
3546         kfree(slabs_by_inuse);
3547         return 0;
3548 }
3549 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3550
3551 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3552 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3553 {
3554         struct kmem_cache *s;
3555
3556         down_read(&slub_lock);
3557         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3558                 kmem_cache_shrink(s);
3559         up_read(&slub_lock);
3560
3561         return 0;
3562 }
3563
3564 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3565 {
3566         struct kmem_cache_node *n;
3567         struct kmem_cache *s;
3568         struct memory_notify *marg = arg;
3569         int offline_node;
3570
3571         offline_node = marg->status_change_nid;
3572
3573         /*
3574          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3575          * for it yet.
3576          */
3577         if (offline_node < 0)
3578                 return;
3579
3580         down_read(&slub_lock);
3581         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3582                 n = get_node(s, offline_node);
3583                 if (n) {
3584                         /*
3585                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3586                          * that is going down. We were unable to free them,
3587                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3588                          * callback. So, we must fail.
3589                          */
3590                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3591
3592                         s->node[offline_node] = NULL;
3593                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3594                 }
3595         }
3596         up_read(&slub_lock);
3597 }
3598
3599 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3600 {
3601         struct kmem_cache_node *n;
3602         struct kmem_cache *s;
3603         struct memory_notify *marg = arg;
3604         int nid = marg->status_change_nid;
3605         int ret = 0;
3606
3607         /*
3608          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3609          * already created. Nothing to do.
3610          */
3611         if (nid < 0)
3612                 return 0;
3613
3614         /*
3615          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3616          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3617          * online.
3618          */
3619         down_read(&slub_lock);
3620         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3621                 /*
3622                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3623                  *      since memory is not yet available from the node that
3624                  *      is brought up.
3625                  */
3626                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3627                 if (!n) {
3628                         ret = -ENOMEM;
3629                         goto out;
3630                 }
3631                 init_kmem_cache_node(n, s);
3632                 s->node[nid] = n;
3633         }
3634 out:
3635         up_read(&slub_lock);
3636         return ret;
3637 }
3638
3639 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3640                                 unsigned long action, void *arg)
3641 {
3642         int ret = 0;
3643
3644         switch (action) {
3645         case MEM_GOING_ONLINE:
3646                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3647                 break;
3648         case MEM_GOING_OFFLINE:
3649                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3650                 break;
3651         case MEM_OFFLINE:
3652         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3653                 slab_mem_offline_callback(arg);
3654                 break;
3655         case MEM_ONLINE:
3656         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3657                 break;
3658         }
3659         if (ret)
3660                 ret = notifier_from_errno(ret);
3661         else
3662                 ret = NOTIFY_OK;
3663         return ret;
3664 }
3665
3666 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3667
3668 /********************************************************************
3669  *                      Basic setup of slabs
3670  *******************************************************************/
3671
3672 /*
3673  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3674  * the page allocator
3675  */
3676
3677 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3678 {
3679         int node;
3680
3681         list_add(&s->list, &slab_caches);
3682         s->refcount = -1;
3683
3684         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3685                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3686                 struct page *p;
3687
3688                 if (n) {
3689                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3690                                 p->slab = s;
3691
3692 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3693                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3694                                 p->slab = s;
3695 #endif
3696                 }
3697         }
3698 }
3699
3700 void __init kmem_cache_init(void)
3701 {
3702         int i;
3703         int caches = 0;
3704         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3705         int order;
3706         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3707         unsigned long kmalloc_size;
3708
3709         if (debug_guardpage_minorder())
3710                 slub_max_order = 0;
3711
3712         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3713                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3714
3715         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3716         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3717         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3718         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3719
3720         /*
3721          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3722          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3723          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3724          */
3725         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3726
3727         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3728                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3729                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3730
3731         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3732
3733         /* Able to allocate the per node structures */
3734         slab_state = PARTIAL;
3735
3736         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3737         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3738                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3739         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3740         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3741
3742         /*
3743          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3744          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3745          * update any list pointers.
3746          */
3747         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3748
3749         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3750         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3751
3752         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3753
3754         caches++;
3755         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3756         caches++;
3757         /* Free temporary boot structure */
3758         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3759
3760         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3761
3762         /*
3763          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3764          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3765          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3766          *
3767          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3768          * handle the index determination for the smaller caches.
3769          *
3770          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3771          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3772          */
3773         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3774                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3775
3776         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3777                 int elem = size_index_elem(i);
3778                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3779                         break;
3780                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3781         }
3782
3783         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3784                 /*
3785                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3786                  * is 64 byte.
3787                  */
3788                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3789                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3790         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3791                 /*
3792                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3793                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3794                  * instead.
3795                  */
3796                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3797                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3798         }
3799
3800         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3801         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3802                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3803                 caches++;
3804         }
3805
3806         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3807                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3808                 caches++;
3809         }
3810
3811         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3812                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3813                 caches++;
3814         }
3815
3816         slab_state = UP;
3817
3818         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3819         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3820                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3821                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3822         }
3823
3824         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3825                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3826                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3827         }
3828
3829         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3830                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3831
3832                 BUG_ON(!s);
3833                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3834         }
3835
3836 #ifdef CONFIG_SMP
3837         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3838 #endif
3839
3840 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3841         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3842                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3843
3844                 if (s && s->size) {
3845                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3846                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3847
3848                         BUG_ON(!name);
3849                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3850                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3851                 }
3852         }
3853 #endif
3854         printk(KERN_INFO
3855                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3856                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3857                 caches, cache_line_size(),
3858                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3859                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3860 }
3861
3862 void __init kmem_cache_init_late(void)
3863 {
3864 }
3865
3866 /*
3867  * Find a mergeable slab cache
3868  */
3869 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3870 {
3871         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3872                 return 1;
3873
3874         if (s->ctor)
3875                 return 1;
3876
3877         /*
3878          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3879          */
3880         if (s->refcount < 0)
3881                 return 1;
3882
3883         return 0;
3884 }
3885
3886 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3887                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3888                 void (*ctor)(void *))
3889 {
3890         struct kmem_cache *s;
3891
3892         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3893                 return NULL;
3894
3895         if (ctor)
3896                 return NULL;
3897
3898         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3899         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3900         size = ALIGN(size, align);
3901         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3902
3903         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3904                 if (slab_unmergeable(s))
3905                         continue;
3906
3907                 if (size > s->size)
3908                         continue;
3909
3910                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3911                                 continue;
3912                 /*
3913                  * Check if alignment is compatible.
3914                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3915                  */
3916                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3917                         continue;
3918
3919                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3920                         continue;
3921
3922                 return s;
3923         }
3924         return NULL;
3925 }
3926
3927 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3928                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3929 {
3930         struct kmem_cache *s;
3931         char *n;
3932
3933         if (WARN_ON(!name))
3934                 return NULL;
3935
3936         down_write(&slub_lock);
3937         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3938         if (s) {
3939                 s->refcount++;
3940                 /*
3941                  * Adjust the object sizes so that we clear
3942                  * the complete object on kzalloc.
3943                  */
3944                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3945                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3946
3947                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3948                         s->refcount--;
3949                         goto err;
3950                 }
3951                 up_write(&slub_lock);
3952                 return s;
3953         }
3954
3955         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3956         if (!n)
3957                 goto err;
3958
3959         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3960         if (s) {
3961                 if (kmem_cache_open(s, n,
3962                                 size, align, flags, ctor)) {
3963                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3964                         up_write(&slub_lock);
3965                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3966                                 down_write(&slub_lock);
3967                                 list_del(&s->list);
3968                                 kfree(n);
3969                                 kfree(s);
3970                                 goto err;
3971                         }
3972                         return s;
3973                 }
3974                 kfree(n);
3975                 kfree(s);
3976         }
3977 err:
3978         up_write(&slub_lock);
3979
3980         if (flags & SLAB_PANIC)
3981                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3982         else
3983                 s = NULL;
3984         return s;
3985 }
3986 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3987
3988 #ifdef CONFIG_SMP
3989 /*
3990  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3991  * necessary.
3992  */
3993 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3994                 unsigned long action, void *hcpu)
3995 {
3996         long cpu = (long)hcpu;
3997         struct kmem_cache *s;
3998         unsigned long flags;
3999
4000         switch (action) {
4001         case CPU_UP_CANCELED:
4002         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4003         case CPU_DEAD:
4004         case CPU_DEAD_FROZEN:
4005                 down_read(&slub_lock);
4006                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4007                         local_irq_save(flags);
4008                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4009                         local_irq_restore(flags);
4010                 }
4011                 up_read(&slub_lock);
4012                 break;
4013         default:
4014                 break;
4015         }
4016         return NOTIFY_OK;
4017 }
4018
4019 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4020         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4021 };
4022
4023 #endif
4024
4025 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4026 {
4027         struct kmem_cache *s;
4028         void *ret;
4029
4030         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4031                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4032
4033         s = get_slab(size, gfpflags);
4034
4035         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4036                 return s;
4037
4038         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4039
4040         /* Honor the call site pointer we received. */
4041         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4042
4043         return ret;
4044 }
4045
4046 #ifdef CONFIG_NUMA
4047 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4048                                         int node, unsigned long caller)
4049 {
4050         struct kmem_cache *s;
4051         void *ret;
4052
4053         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4054                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4055
4056                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4057                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4058                                    gfpflags, node);
4059
4060                 return ret;
4061         }
4062
4063         s = get_slab(size, gfpflags);
4064
4065         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4066                 return s;
4067
4068         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4069
4070         /* Honor the call site pointer we received. */
4071         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4072
4073         return ret;
4074 }
4075 #endif
4076
4077 #ifdef CONFIG_SYSFS
4078 static int count_inuse(struct page *page)
4079 {
4080         return page->inuse;
4081 }
4082
4083 static int count_total(struct page *page)
4084 {
4085         return page->objects;
4086 }
4087 #endif
4088
4089 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4090 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4091                                                 unsigned long *map)
4092 {
4093         void *p;
4094         void *addr = page_address(page);
4095
4096         if (!check_slab(s, page) ||
4097                         !on_freelist(s, page, NULL))
4098                 return 0;
4099
4100         /* Now we know that a valid freelist exists */
4101         bitmap_zero(map, page->objects);
4102
4103         get_map(s, page, map);
4104         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4105                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4106                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4107                                 return 0;
4108         }
4109
4110         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4111                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4112                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4113                                 return 0;
4114         return 1;
4115 }
4116
4117 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4118                                                 unsigned long *map)
4119 {
4120         slab_lock(page);
4121         validate_slab(s, page, map);
4122         slab_unlock(page);
4123 }
4124
4125 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4126                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4127 {
4128         unsigned long count = 0;
4129         struct page *page;
4130         unsigned long flags;
4131
4132         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4133
4134         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4135                 validate_slab_slab(s, page, map);
4136                 count++;
4137         }
4138         if (count != n->nr_partial)
4139                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4140                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4141
4142         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4143                 goto out;
4144
4145         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4146                 validate_slab_slab(s, page, map);
4147                 count++;
4148         }
4149         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4150                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4151                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4152                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4153
4154 out:
4155         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4156         return count;
4157 }
4158
4159 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4160 {
4161         int node;
4162         unsigned long count = 0;
4163         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4164                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4165
4166         if (!map)
4167                 return -ENOMEM;
4168
4169         flush_all(s);
4170         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4171                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4172
4173                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4174         }
4175         kfree(map);
4176         return count;
4177 }
4178 /*
4179  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4180  * and freed.
4181  */
4182
4183 struct location {
4184         unsigned long count;
4185         unsigned long addr;
4186         long long sum_time;
4187         long min_time;
4188         long max_time;
4189         long min_pid;
4190         long max_pid;
4191         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4192         nodemask_t nodes;
4193 };
4194
4195 struct loc_track {
4196         unsigned long max;
4197         unsigned long count;
4198         struct location *loc;
4199 };
4200
4201 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4202 {
4203         if (t->max)
4204                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4205                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4206 }
4207
4208 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4209 {
4210         struct location *l;
4211         int order;
4212
4213         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4214
4215         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4216         if (!l)
4217                 return 0;
4218
4219         if (t->count) {
4220                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4221                 free_loc_track(t);
4222         }
4223         t->max = max;
4224         t->loc = l;
4225         return 1;
4226 }
4227
4228 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4229                                 const struct track *track)
4230 {
4231         long start, end, pos;
4232         struct location *l;
4233         unsigned long caddr;
4234         unsigned long age = jiffies - track->when;
4235
4236         start = -1;
4237         end = t->count;
4238
4239         for ( ; ; ) {
4240                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4241
4242                 /*
4243                  * There is nothing at "end". If we end up there
4244                  * we need to add something to before end.
4245                  */
4246                 if (pos == end)
4247                         break;
4248
4249                 caddr = t->loc[pos].addr;
4250                 if (track->addr == caddr) {
4251
4252                         l = &t->loc[pos];
4253                         l->count++;
4254                         if (track->when) {
4255                                 l->sum_time += age;
4256                                 if (age < l->min_time)
4257                                         l->min_time = age;
4258                                 if (age > l->max_time)
4259                                         l->max_time = age;
4260
4261                                 if (track->pid < l->min_pid)
4262                                         l->min_pid = track->pid;
4263                                 if (track->pid > l->max_pid)
4264                                         l->max_pid = track->pid;
4265
4266                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4267                                                 to_cpumask(l->cpus));
4268                         }
4269                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4270                         return 1;
4271                 }
4272
4273                 if (track->addr < caddr)
4274                         end = pos;
4275                 else
4276                         start = pos;
4277         }
4278
4279         /*
4280          * Not found. Insert new tracking element.
4281          */
4282         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4283                 return 0;
4284
4285         l = t->loc + pos;
4286         if (pos < t->count)
4287                 memmove(l + 1, l,
4288                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4289         t->count++;
4290         l->count = 1;
4291         l->addr = track->addr;
4292         l->sum_time = age;
4293         l->min_time = age;
4294         l->max_time = age;
4295         l->min_pid = track->pid;
4296         l->max_pid = track->pid;
4297         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4298         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4299         nodes_clear(l->nodes);
4300         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4301         return 1;
4302 }
4303
4304 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4305                 struct page *page, enum track_item alloc,
4306                 unsigned long *map)
4307 {
4308         void *addr = page_address(page);
4309         void *p;
4310
4311         bitmap_zero(map, page->objects);
4312         get_map(s, page, map);
4313
4314         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4315                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4316                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4317 }
4318
4319 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4320                                         enum track_item alloc)
4321 {
4322         int len = 0;
4323         unsigned long i;
4324         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4325         int node;
4326         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4327                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4328
4329         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4330                                      GFP_TEMPORARY)) {
4331                 kfree(map);
4332                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4333         }
4334         /* Push back cpu slabs */
4335         flush_all(s);
4336
4337         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4338                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4339                 unsigned long flags;
4340                 struct page *page;
4341
4342                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4343                         continue;
4344
4345                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4346                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4347                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4348                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4349                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4350                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4351         }
4352
4353         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4354                 struct location *l = &t.loc[i];
4355
4356                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4357                         break;
4358                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4359
4360                 if (l->addr)
4361                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4362                 else
4363                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4364
4365                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4366                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4367                                 l->min_time,
4368                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4369                                 l->max_time);
4370                 } else
4371                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4372                                 l->min_time);
4373
4374                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4375                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4376                                 l->min_pid, l->max_pid);
4377                 else
4378                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4379                                 l->min_pid);
4380
4381                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4382                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4383                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4384                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4385                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4386                                                  to_cpumask(l->cpus));
4387                 }
4388
4389                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4390                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4391                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4392                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4393                                         l->nodes);
4394                 }
4395
4396                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4397         }
4398
4399         free_loc_track(&t);
4400         kfree(map);
4401         if (!t.count)
4402                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4403         return len;
4404 }
4405 #endif
4406
4407 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4408 static void resiliency_test(void)
4409 {
4410         u8 *p;
4411
4412         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4413
4414         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4415         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4416         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4417
4418         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4419         p[16] = 0x12;
4420         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4421                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4422
4423         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4424
4425         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4426         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4427         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4428         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4429                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4430         printk(KERN_ERR
4431                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4432
4433         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4434         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4435         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4436         *p = 0x56;
4437         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4438                                                                         p);
4439         printk(KERN_ERR
4440                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4441         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4442
4443         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4444         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4445         kfree(p);
4446         *p = 0x78;
4447         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4448         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4449
4450         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4451         kfree(p);
4452         p[50] = 0x9a;
4453         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4454                         p);
4455         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4456
4457         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4458         kfree(p);
4459         p[512] = 0xab;
4460         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4461         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4462 }
4463 #else
4464 #ifdef CONFIG_SYSFS
4465 static void resiliency_test(void) {};
4466 #endif
4467 #endif
4468
4469 #ifdef CONFIG_SYSFS
4470 enum slab_stat_type {
4471         SL_ALL,                 /* All slabs */
4472         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4473         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4474         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4475         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4476 };
4477
4478 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4479 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4480 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4481 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4482 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4483
4484 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4485                             char *buf, unsigned long flags)
4486 {
4487         unsigned long total = 0;
4488         int node;
4489         int x;
4490         unsigned long *nodes;
4491         unsigned long *per_cpu;
4492
4493         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4494         if (!nodes)
4495                 return -ENOMEM;
4496         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4497
4498         if (flags & SO_CPU) {
4499                 int cpu;
4500
4501                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4502                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4503                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4504                         struct page *page;
4505
4506                         if (node < 0)
4507                                 continue;
4508                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4509                         if (page) {
4510                                 if (flags & SO_TOTAL)
4511                                         x = page->objects;
4512                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4513                                         x = page->inuse;
4514                                 else
4515                                         x = 1;
4516
4517                                 total += x;
4518                                 nodes[node] += x;
4519                         }
4520                         page = c->partial;
4521
4522                         if (page) {
4523                                 x = page->pobjects;
4524                                 total += x;
4525                                 nodes[node] += x;
4526                         }
4527                         per_cpu[node]++;
4528                 }
4529         }
4530
4531         lock_memory_hotplug();
4532 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4533         if (flags & SO_ALL) {
4534                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4535                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4536
4537                 if (flags & SO_TOTAL)
4538                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4539                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4540                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4541                                 count_partial(n, count_free);
4542
4543                         else
4544                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4545                         total += x;
4546                         nodes[node] += x;
4547                 }
4548
4549         } else
4550 #endif
4551         if (flags & SO_PARTIAL) {
4552                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4553                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4554
4555                         if (flags & SO_TOTAL)
4556                                 x = count_partial(n, count_total);
4557                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4558                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4559                         else
4560                                 x = n->nr_partial;
4561                         total += x;
4562                         nodes[node] += x;
4563                 }
4564         }
4565         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4566 #ifdef CONFIG_NUMA
4567         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4568                 if (nodes[node])
4569                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4570                                         node, nodes[node]);
4571 #endif
4572         unlock_memory_hotplug();
4573         kfree(nodes);
4574         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4575 }
4576
4577 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4578 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4579 {
4580         int node;
4581
4582         for_each_online_node(node) {
4583                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4584
4585                 if (!n)
4586                         continue;
4587
4588                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4589                         return 1;
4590         }
4591         return 0;
4592 }
4593 #endif
4594
4595 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4596 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4597
4598 struct slab_attribute {
4599         struct attribute attr;
4600         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4601         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4602 };
4603
4604 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4605         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4606         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4607
4608 #define SLAB_ATTR(_name) \
4609         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4610         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4611
4612 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4613 {
4614         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4615 }
4616 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4617
4618 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4619 {
4620         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4621 }
4622 SLAB_ATTR_RO(align);
4623
4624 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4625 {
4626         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4627 }
4628 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4629
4630 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4633 }
4634 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4635
4636 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4637                                 const char *buf, size_t length)
4638 {
4639         unsigned long order;
4640         int err;
4641
4642         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4643         if (err)
4644                 return err;
4645
4646         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4647                 return -EINVAL;
4648
4649         calculate_sizes(s, order);
4650         return length;
4651 }
4652
4653 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4654 {
4655         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4656 }
4657 SLAB_ATTR(order);
4658
4659 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4660 {
4661         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4662 }
4663
4664 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4665                                  size_t length)
4666 {
4667         unsigned long min;
4668         int err;
4669
4670         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4671         if (err)
4672                 return err;
4673
4674         set_min_partial(s, min);
4675         return length;
4676 }
4677 SLAB_ATTR(min_partial);
4678
4679 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4682 }
4683
4684 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4685                                  size_t length)
4686 {
4687         unsigned long objects;
4688         int err;
4689
4690         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4691         if (err)
4692                 return err;
4693         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4694                 return -EINVAL;
4695
4696         s->cpu_partial = objects;
4697         flush_all(s);
4698         return length;
4699 }
4700 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4701
4702 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4703 {
4704         if (!s->ctor)
4705                 return 0;
4706         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4707 }
4708 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4709
4710 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4713 }
4714 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4715
4716 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4719 }
4720 SLAB_ATTR_RO(partial);
4721
4722 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4723 {
4724         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4725 }
4726 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4727
4728 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4731 }
4732 SLAB_ATTR_RO(objects);
4733
4734 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4735 {
4736         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4737 }
4738 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4739
4740 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4741 {
4742         int objects = 0;
4743         int pages = 0;
4744         int cpu;
4745         int len;
4746
4747         for_each_online_cpu(cpu) {
4748                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4749
4750                 if (page) {
4751                         pages += page->pages;
4752                         objects += page->pobjects;
4753                 }
4754         }
4755
4756         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4757
4758 #ifdef CONFIG_SMP
4759         for_each_online_cpu(cpu) {
4760                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4761
4762                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4763                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4764                                 page->pobjects, page->pages);
4765         }
4766 #endif
4767         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4768 }
4769 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4770
4771 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4772 {
4773         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4774 }
4775
4776 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4777                                 const char *buf, size_t length)
4778 {
4779         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4780         if (buf[0] == '1')
4781                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4782         return length;
4783 }
4784 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4785
4786 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4787 {
4788         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4789 }
4790 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4791
4792 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4793 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4794 {
4795         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4796 }
4797 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4798 #endif
4799
4800 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4803 }
4804 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4805
4806 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4807 {
4808         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4809 }
4810 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4811
4812 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4813 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4814 {
4815         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4816 }
4817 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4818
4819 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4820 {
4821         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4822 }
4823 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4824
4825 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4826 {
4827         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4828 }
4829
4830 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4831                                 const char *buf, size_t length)
4832 {
4833         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4834         if (buf[0] == '1') {
4835                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4836                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4837         }
4838         return length;
4839 }
4840 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4841
4842 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4843 {
4844         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4845 }
4846
4847 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4848                                                         size_t length)
4849 {
4850         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4851         if (buf[0] == '1') {
4852                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4853                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4854         }
4855         return length;
4856 }
4857 SLAB_ATTR(trace);
4858
4859 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4860 {
4861         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4862 }
4863
4864 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4865                                 const char *buf, size_t length)
4866 {
4867         if (any_slab_objects(s))
4868                 return -EBUSY;
4869
4870         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4871         if (buf[0] == '1') {
4872                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4873                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4874         }
4875         calculate_sizes(s, -1);
4876         return length;
4877 }
4878 SLAB_ATTR(red_zone);
4879
4880 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4881 {
4882         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4883 }
4884
4885 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4886                                 const char *buf, size_t length)
4887 {
4888         if (any_slab_objects(s))
4889                 return -EBUSY;
4890
4891         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4892         if (buf[0] == '1') {
4893                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4894                 s->flags |= SLAB_POISON;
4895         }
4896         calculate_sizes(s, -1);
4897         return length;
4898 }
4899 SLAB_ATTR(poison);
4900
4901 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4902 {
4903         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4904 }
4905
4906 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4907                                 const char *buf, size_t length)
4908 {
4909         if (any_slab_objects(s))
4910                 return -EBUSY;
4911
4912         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4913         if (buf[0] == '1') {
4914                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4915                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4916         }
4917         calculate_sizes(s, -1);
4918         return length;
4919 }
4920 SLAB_ATTR(store_user);
4921
4922 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4923 {
4924         return 0;
4925 }
4926
4927 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4928                         const char *buf, size_t length)
4929 {
4930         int ret = -EINVAL;
4931
4932         if (buf[0] == '1') {
4933                 ret = validate_slab_cache(s);
4934                 if (ret >= 0)
4935                         ret = length;
4936         }
4937         return ret;
4938 }
4939 SLAB_ATTR(validate);
4940
4941 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4942 {
4943         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4944                 return -ENOSYS;
4945         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4946 }
4947 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4948
4949 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4950 {
4951         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4952                 return -ENOSYS;
4953         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4954 }
4955 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4956 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4957
4958 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4959 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4960 {
4961         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4962 }
4963
4964 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4965                                                         size_t length)
4966 {
4967         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4968         if (buf[0] == '1')
4969                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4970         return length;
4971 }
4972 SLAB_ATTR(failslab);
4973 #endif
4974
4975 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4976 {
4977         return 0;
4978 }
4979
4980 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4981                         const char *buf, size_t length)
4982 {
4983         if (buf[0] == '1') {
4984                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4985
4986                 if (rc)
4987                         return rc;
4988         } else
4989                 return -EINVAL;
4990         return length;
4991 }
4992 SLAB_ATTR(shrink);
4993
4994 #ifdef CONFIG_NUMA
4995 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4996 {
4997         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4998 }
4999
5000 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5001                                 const char *buf, size_t length)
5002 {
5003         unsigned long ratio;
5004         int err;
5005
5006         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5007         if (err)
5008                 return err;
5009
5010         if (ratio <= 100)
5011                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5012
5013         return length;
5014 }
5015 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5016 #endif
5017
5018 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5019 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5020 {
5021         unsigned long sum  = 0;
5022         int cpu;
5023         int len;
5024         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5025
5026         if (!data)
5027                 return -ENOMEM;
5028
5029         for_each_online_cpu(cpu) {
5030                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5031
5032                 data[cpu] = x;
5033                 sum += x;
5034         }
5035
5036         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5037
5038 #ifdef CONFIG_SMP
5039         for_each_online_cpu(cpu) {
5040                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5041                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5042         }
5043 #endif
5044         kfree(data);
5045         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5046 }
5047
5048 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5049 {
5050         int cpu;
5051
5052         for_each_online_cpu(cpu)
5053                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5054 }
5055
5056 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5057 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5058 {                                                               \
5059         return show_stat(s, buf, si);                           \
5060 }                                                               \
5061 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5062                                 const char *buf, size_t length) \
5063 {                                                               \
5064         if (buf[0] != '0')                                      \
5065                 return -EINVAL;                                 \
5066         clear_stat(s, si);                                      \
5067         return length;                                          \
5068 }                                                               \
5069 SLAB_ATTR(text);                                                \
5070
5071 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5072 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5073 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5074 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5075 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5076 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5077 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5078 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5079 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5080 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5081 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5082 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5083 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5084 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5085 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5086 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5087 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5088 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5089 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5090 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5091 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5092 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5093 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5094 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5095 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5096 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5097 #endif
5098
5099 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5100         &slab_size_attr.attr,
5101         &object_size_attr.attr,
5102         &objs_per_slab_attr.attr,
5103         &order_attr.attr,
5104         &min_partial_attr.attr,
5105         &cpu_partial_attr.attr,
5106         &objects_attr.attr,
5107         &objects_partial_attr.attr,
5108         &partial_attr.attr,
5109         &cpu_slabs_attr.attr,
5110         &ctor_attr.attr,
5111         &aliases_attr.attr,
5112         &align_attr.attr,
5113         &hwcache_align_attr.attr,
5114         &reclaim_account_attr.attr,
5115         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5116         &shrink_attr.attr,
5117         &reserved_attr.attr,
5118         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5120         &total_objects_attr.attr,
5121         &slabs_attr.attr,
5122         &sanity_checks_attr.attr,
5123         &trace_attr.attr,
5124         &red_zone_attr.attr,
5125         &poison_attr.attr,
5126         &store_user_attr.attr,
5127         &validate_attr.attr,
5128         &alloc_calls_attr.attr,
5129         &free_calls_attr.attr,
5130 #endif
5131 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5132         &cache_dma_attr.attr,
5133 #endif
5134 #ifdef CONFIG_NUMA
5135         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5136 #endif
5137 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5138         &alloc_fastpath_attr.attr,
5139         &alloc_slowpath_attr.attr,
5140         &free_fastpath_attr.attr,
5141         &free_slowpath_attr.attr,
5142         &free_frozen_attr.attr,
5143         &free_add_partial_attr.attr,
5144         &free_remove_partial_attr.attr,
5145         &alloc_from_partial_attr.attr,
5146         &alloc_slab_attr.attr,
5147         &alloc_refill_attr.attr,
5148         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5149         &free_slab_attr.attr,
5150         &cpuslab_flush_attr.attr,
5151         &deactivate_full_attr.attr,
5152         &deactivate_empty_attr.attr,
5153         &deactivate_to_head_attr.attr,
5154         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5155         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5156         &deactivate_bypass_attr.attr,
5157         &order_fallback_attr.attr,
5158         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5159         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5160         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5161         &cpu_partial_free_attr.attr,
5162         &cpu_partial_node_attr.attr,
5163         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5164 #endif
5165 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5166         &failslab_attr.attr,
5167 #endif
5168
5169         NULL
5170 };
5171
5172 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5173         .attrs = slab_attrs,
5174 };
5175
5176 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5177                                 struct attribute *attr,
5178                                 char *buf)
5179 {
5180         struct slab_attribute *attribute;
5181         struct kmem_cache *s;
5182         int err;
5183
5184         attribute = to_slab_attr(attr);
5185         s = to_slab(kobj);
5186
5187         if (!attribute->show)
5188                 return -EIO;
5189
5190         err = attribute->show(s, buf);
5191
5192         return err;
5193 }
5194
5195 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5196                                 struct attribute *attr,
5197                                 const char *buf, size_t len)
5198 {
5199         struct slab_attribute *attribute;
5200         struct kmem_cache *s;
5201         int err;
5202
5203         attribute = to_slab_attr(attr);
5204         s = to_slab(kobj);
5205
5206         if (!attribute->store)
5207                 return -EIO;
5208
5209         err = attribute->store(s, buf, len);
5210
5211         return err;
5212 }
5213
5214 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5215 {
5216         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5217
5218         kfree(s->name);
5219         kfree(s);
5220 }
5221
5222 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5223         .show = slab_attr_show,
5224         .store = slab_attr_store,
5225 };
5226
5227 static struct kobj_type slab_ktype = {
5228         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5229         .release = kmem_cache_release
5230 };
5231
5232 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5233 {
5234         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5235
5236         if (ktype == &slab_ktype)
5237                 return 1;
5238         return 0;
5239 }
5240
5241 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5242         .filter = uevent_filter,
5243 };
5244
5245 static struct kset *slab_kset;
5246
5247 #define ID_STR_LENGTH 64
5248
5249 /* Create a unique string id for a slab cache:
5250  *
5251  * Format       :[flags-]size
5252  */
5253 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5254 {
5255         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5256         char *p = name;
5257
5258         BUG_ON(!name);
5259
5260         *p++ = ':';
5261         /*
5262          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5263          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5264          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5265          * are matched during merging to guarantee that the id is
5266          * unique.
5267          */
5268         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5269                 *p++ = 'd';
5270         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5271                 *p++ = 'a';
5272         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5273                 *p++ = 'F';
5274         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5275                 *p++ = 't';
5276         if (p != name + 1)
5277                 *p++ = '-';
5278         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5279         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5280         return name;
5281 }
5282
5283 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5284 {
5285         int err;
5286         const char *name;
5287         int unmergeable;
5288
5289         if (slab_state < SYSFS)
5290                 /* Defer until later */
5291                 return 0;
5292
5293         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5294         if (unmergeable) {
5295                 /*
5296                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5297                  * This is typically the case for debug situations. In that
5298                  * case we can catch duplicate names easily.
5299                  */
5300                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5301                 name = s->name;
5302         } else {
5303                 /*
5304                  * Create a unique name for the slab as a target
5305                  * for the symlinks.
5306                  */
5307                 name = create_unique_id(s);
5308         }
5309
5310         s->kobj.kset = slab_kset;
5311         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5312         if (err) {
5313                 kobject_put(&s->kobj);
5314                 return err;
5315         }
5316
5317         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5318         if (err) {
5319                 kobject_del(&s->kobj);
5320                 kobject_put(&s->kobj);
5321                 return err;
5322         }
5323         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5324         if (!unmergeable) {
5325                 /* Setup first alias */
5326                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5327                 kfree(name);
5328         }
5329         return 0;
5330 }
5331
5332 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5333 {
5334         if (slab_state < SYSFS)
5335                 /*
5336                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5337                  * cache from sysfs.
5338                  */
5339                 return;
5340
5341         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5342         kobject_del(&s->kobj);
5343         kobject_put(&s->kobj);
5344 }
5345
5346 /*
5347  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5348  * available lest we lose that information.
5349  */
5350 struct saved_alias {
5351         struct kmem_cache *s;
5352         const char *name;
5353         struct saved_alias *next;
5354 };
5355
5356 static struct saved_alias *alias_list;
5357
5358 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5359 {
5360         struct saved_alias *al;
5361
5362         if (slab_state == SYSFS) {
5363                 /*
5364                  * If we have a leftover link then remove it.
5365                  */
5366                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5367                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5368         }
5369
5370         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5371         if (!al)
5372                 return -ENOMEM;
5373
5374         al->s = s;
5375         al->name = name;
5376         al->next = alias_list;
5377         alias_list = al;
5378         return 0;
5379 }
5380
5381 static int __init slab_sysfs_init(void)
5382 {
5383         struct kmem_cache *s;
5384         int err;
5385
5386         down_write(&slub_lock);
5387
5388         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5389         if (!slab_kset) {
5390                 up_write(&slub_lock);
5391                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5392                 return -ENOSYS;
5393         }
5394
5395         slab_state = SYSFS;
5396
5397         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5398                 err = sysfs_slab_add(s);
5399                 if (err)
5400                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5401                                                 " to sysfs\n", s->name);
5402         }
5403
5404         while (alias_list) {
5405                 struct saved_alias *al = alias_list;
5406
5407                 alias_list = alias_list->next;
5408                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5409                 if (err)
5410                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5411                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5412                 kfree(al);
5413         }
5414
5415         up_write(&slub_lock);
5416         resiliency_test();
5417         return 0;
5418 }
5419
5420 __initcall(slab_sysfs_init);
5421 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5422
5423 /*
5424  * The /proc/slabinfo ABI
5425  */
5426 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5427 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5428 {
5429         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5430         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5431                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5432         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5433         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5434         seq_putc(m, '\n');
5435 }
5436
5437 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5438 {
5439         loff_t n = *pos;
5440
5441         down_read(&slub_lock);
5442         if (!n)
5443                 print_slabinfo_header(m);
5444
5445         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5446 }
5447
5448 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5449 {
5450         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5451 }
5452
5453 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5454 {
5455         up_read(&slub_lock);
5456 }
5457
5458 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5459 {
5460         unsigned long nr_partials = 0;
5461         unsigned long nr_slabs = 0;
5462         unsigned long nr_inuse = 0;
5463         unsigned long nr_objs = 0;
5464         unsigned long nr_free = 0;
5465         struct kmem_cache *s;
5466         int node;
5467
5468         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5469
5470         for_each_online_node(node) {
5471                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5472
5473                 if (!n)
5474                         continue;
5475
5476                 nr_partials += n->nr_partial;
5477                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5478                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5479                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5480         }
5481
5482         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5483
5484         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5485                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5486                    (1 << oo_order(s->oo)));
5487         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5488         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5489                    0UL);
5490         seq_putc(m, '\n');
5491         return 0;
5492 }
5493
5494 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5495         .start = s_start,
5496         .next = s_next,
5497         .stop = s_stop,
5498         .show = s_show,
5499 };
5500
5501 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5502 {
5503         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5504 }
5505
5506 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5507         .open           = slabinfo_open,
5508         .read           = seq_read,
5509         .llseek         = seq_lseek,
5510         .release        = seq_release,
5511 };
5512
5513 static int __init slab_proc_init(void)
5514 {
5515         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5516         return 0;
5517 }
5518 module_init(slab_proc_init);
5519 #endif /* CONFIG_SLABINFO */