80848cd3901cc8ab052f43d52e2415fb3b7f4829
[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
1520                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1521                 new.frozen = 1;
1522
1523         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1524                         freelist, counters,
1525                         NULL, new.counters,
1526                         "lock and freeze"));
1527
1528         remove_partial(n, page);
1529         return freelist;
1530 }
1531
1532 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1533
1534 /*
1535  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1536  */
1537 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1538                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1539 {
1540         struct page *page, *page2;
1541         void *object = NULL;
1542
1543         /*
1544          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1545          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1546          * partial slab and there is none available then get_partials()
1547          * will return NULL.
1548          */
1549         if (!n || !n->nr_partial)
1550                 return NULL;
1551
1552         spin_lock(&n->list_lock);
1553         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1554                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1555                 int available;
1556
1557                 if (!t)
1558                         break;
1559
1560                 if (!object) {
1561                         c->page = page;
1562                         c->node = page_to_nid(page);
1563                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1564                         object = t;
1565                         available =  page->objects - page->inuse;
1566                 } else {
1567                         page->freelist = t;
1568                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1569                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1570                 }
1571                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1572                         break;
1573
1574         }
1575         spin_unlock(&n->list_lock);
1576         return object;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1581  */
1582 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1583                 struct kmem_cache_cpu *c)
1584 {
1585 #ifdef CONFIG_NUMA
1586         struct zonelist *zonelist;
1587         struct zoneref *z;
1588         struct zone *zone;
1589         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1590         void *object;
1591         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1592
1593         /*
1594          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1595          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1596          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1597          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1598          *
1599          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1600          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1601          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1602          * from other nodes and filled up.
1603          *
1604          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1605          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1606          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1607          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1608          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1609          * with available objects.
1610          */
1611         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1612                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1613                 return NULL;
1614
1615         do {
1616                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1617                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1618                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1619                         struct kmem_cache_node *n;
1620
1621                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1622
1623                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1624                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1625                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1626                                 if (object) {
1627                                         /*
1628                                          * Return the object even if
1629                                          * put_mems_allowed indicated that
1630                                          * the cpuset mems_allowed was
1631                                          * updated in parallel. It's a
1632                                          * harmless race between the alloc
1633                                          * and the cpuset update.
1634                                          */
1635                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1636                                         return object;
1637                                 }
1638                         }
1639                 }
1640         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1641 #endif
1642         return NULL;
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Get a partial page, lock it and return it.
1647  */
1648 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1649                 struct kmem_cache_cpu *c)
1650 {
1651         void *object;
1652         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1653
1654         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1655         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1656                 return object;
1657
1658         return get_any_partial(s, flags, c);
1659 }
1660
1661 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1662 /*
1663  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1664  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1665  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1666  */
1667 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1668 #else
1669 /*
1670  * No preemption supported therefore also no need to check for
1671  * different cpus.
1672  */
1673 #define TID_STEP 1
1674 #endif
1675
1676 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1677 {
1678         return tid + TID_STEP;
1679 }
1680
1681 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1682 {
1683         return tid % TID_STEP;
1684 }
1685
1686 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1687 {
1688         return tid / TID_STEP;
1689 }
1690
1691 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1692 {
1693         return cpu;
1694 }
1695
1696 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1697                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1698 {
1699 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1700         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1701
1702         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1703
1704 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1705         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1706                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1707                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1708         else
1709 #endif
1710         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1711                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1712                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1713         else
1714                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1715                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1716 #endif
1717         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1718 }
1719
1720 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1721 {
1722         int cpu;
1723
1724         for_each_possible_cpu(cpu)
1725                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Remove the cpu slab
1730  */
1731 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1732 {
1733         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1734         struct page *page = c->page;
1735         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1736         int lock = 0;
1737         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1738         void *freelist;
1739         void *nextfree;
1740         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1741         struct page new;
1742         struct page old;
1743
1744         if (page->freelist) {
1745                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1746                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1747         }
1748
1749         c->tid = next_tid(c->tid);
1750         c->page = NULL;
1751         freelist = c->freelist;
1752         c->freelist = NULL;
1753
1754         /*
1755          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1756          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1757          * last one.
1758          *
1759          * There is no need to take the list->lock because the page
1760          * is still frozen.
1761          */
1762         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1763                 void *prior;
1764                 unsigned long counters;
1765
1766                 do {
1767                         prior = page->freelist;
1768                         counters = page->counters;
1769                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1770                         new.counters = counters;
1771                         new.inuse--;
1772                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1773
1774                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1775                         prior, counters,
1776                         freelist, new.counters,
1777                         "drain percpu freelist"));
1778
1779                 freelist = nextfree;
1780         }
1781
1782         /*
1783          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1784          * list presence reflects the actual number of objects
1785          * during unfreeze.
1786          *
1787          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1788          * with the count. If there is a mismatch then the page
1789          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1790          *
1791          * Then we restart the process which may have to remove
1792          * the page from the list that we just put it on again
1793          * because the number of objects in the slab may have
1794          * changed.
1795          */
1796 redo:
1797
1798         old.freelist = page->freelist;
1799         old.counters = page->counters;
1800         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1801
1802         /* Determine target state of the slab */
1803         new.counters = old.counters;
1804         if (freelist) {
1805                 new.inuse--;
1806                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1807                 new.freelist = freelist;
1808         } else
1809                 new.freelist = old.freelist;
1810
1811         new.frozen = 0;
1812
1813         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1814                 m = M_FREE;
1815         else if (new.freelist) {
1816                 m = M_PARTIAL;
1817                 if (!lock) {
1818                         lock = 1;
1819                         /*
1820                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1821                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1822                          * is frozen
1823                          */
1824                         spin_lock(&n->list_lock);
1825                 }
1826         } else {
1827                 m = M_FULL;
1828                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1829                         lock = 1;
1830                         /*
1831                          * This also ensures that the scanning of full
1832                          * slabs from diagnostic functions will not see
1833                          * any frozen slabs.
1834                          */
1835                         spin_lock(&n->list_lock);
1836                 }
1837         }
1838
1839         if (l != m) {
1840
1841                 if (l == M_PARTIAL)
1842
1843                         remove_partial(n, page);
1844
1845                 else if (l == M_FULL)
1846
1847                         remove_full(s, page);
1848
1849                 if (m == M_PARTIAL) {
1850
1851                         add_partial(n, page, tail);
1852                         stat(s, tail);
1853
1854                 } else if (m == M_FULL) {
1855
1856                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1857                         add_full(s, n, page);
1858
1859                 }
1860         }
1861
1862         l = m;
1863         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1864                                 old.freelist, old.counters,
1865                                 new.freelist, new.counters,
1866                                 "unfreezing slab"))
1867                 goto redo;
1868
1869         if (lock)
1870                 spin_unlock(&n->list_lock);
1871
1872         if (m == M_FREE) {
1873                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1874                 discard_slab(s, page);
1875                 stat(s, FREE_SLAB);
1876         }
1877 }
1878
1879 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1880 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1881 {
1882         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1883         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1884         struct page *page, *discard_page = NULL;
1885
1886         while ((page = c->partial)) {
1887                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1888                 enum slab_modes l, m;
1889                 struct page new;
1890                 struct page old;
1891
1892                 c->partial = page->next;
1893                 l = M_FREE;
1894
1895                 do {
1896
1897                         old.freelist = page->freelist;
1898                         old.counters = page->counters;
1899                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1900
1901                         new.counters = old.counters;
1902                         new.freelist = old.freelist;
1903
1904                         new.frozen = 0;
1905
1906                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1907                                 m = M_FREE;
1908                         else {
1909                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1910                                                         page_to_nid(page));
1911
1912                                 m = M_PARTIAL;
1913                                 if (n != n2) {
1914                                         if (n)
1915                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1916
1917                                         n = n2;
1918                                         spin_lock(&n->list_lock);
1919                                 }
1920                         }
1921
1922                         if (l != m) {
1923                                 if (l == M_PARTIAL) {
1924                                         remove_partial(n, page);
1925                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1926                                 } else {
1927                                         add_partial(n, page,
1928                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1929                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1930                                 }
1931
1932                                 l = m;
1933                         }
1934
1935                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1936                                 old.freelist, old.counters,
1937                                 new.freelist, new.counters,
1938                                 "unfreezing slab"));
1939
1940                 if (m == M_FREE) {
1941                         page->next = discard_page;
1942                         discard_page = page;
1943                 }
1944         }
1945
1946         if (n)
1947                 spin_unlock(&n->list_lock);
1948
1949         while (discard_page) {
1950                 page = discard_page;
1951                 discard_page = discard_page->next;
1952
1953                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1954                 discard_slab(s, page);
1955                 stat(s, FREE_SLAB);
1956         }
1957 }
1958
1959 /*
1960  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1961  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1962  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1963  * onto a random cpus partial slot.
1964  *
1965  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1966  * per node partial list.
1967  */
1968 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1969 {
1970         struct page *oldpage;
1971         int pages;
1972         int pobjects;
1973
1974         do {
1975                 pages = 0;
1976                 pobjects = 0;
1977                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1978
1979                 if (oldpage) {
1980                         pobjects = oldpage->pobjects;
1981                         pages = oldpage->pages;
1982                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1983                                 unsigned long flags;
1984                                 /*
1985                                  * partial array is full. Move the existing
1986                                  * set to the per node partial list.
1987                                  */
1988                                 local_irq_save(flags);
1989                                 unfreeze_partials(s);
1990                                 local_irq_restore(flags);
1991                                 pobjects = 0;
1992                                 pages = 0;
1993                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1994                         }
1995                 }
1996
1997                 pages++;
1998                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1999
2000                 page->pages = pages;
2001                 page->pobjects = pobjects;
2002                 page->next = oldpage;
2003
2004         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2005         return pobjects;
2006 }
2007
2008 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2009 {
2010         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2011         deactivate_slab(s, c);
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Flush cpu slab.
2016  *
2017  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2018  */
2019 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2020 {
2021         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2022
2023         if (likely(c)) {
2024                 if (c->page)
2025                         flush_slab(s, c);
2026
2027                 unfreeze_partials(s);
2028         }
2029 }
2030
2031 static void flush_cpu_slab(void *d)
2032 {
2033         struct kmem_cache *s = d;
2034
2035         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2036 }
2037
2038 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2039 {
2040         struct kmem_cache *s = info;
2041         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2042
2043         return c->page || c->partial;
2044 }
2045
2046 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2047 {
2048         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2053  * locality expectations.
2054  */
2055 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2056 {
2057 #ifdef CONFIG_NUMA
2058         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2059                 return 0;
2060 #endif
2061         return 1;
2062 }
2063
2064 static int count_free(struct page *page)
2065 {
2066         return page->objects - page->inuse;
2067 }
2068
2069 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2070                                         int (*get_count)(struct page *))
2071 {
2072         unsigned long flags;
2073         unsigned long x = 0;
2074         struct page *page;
2075
2076         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2077         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2078                 x += get_count(page);
2079         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2080         return x;
2081 }
2082
2083 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2084 {
2085 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2086         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2087 #else
2088         return 0;
2089 #endif
2090 }
2091
2092 static noinline void
2093 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2094 {
2095         int node;
2096
2097         printk(KERN_WARNING
2098                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2099                 nid, gfpflags);
2100         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2101                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2102                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2103
2104         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2105                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2106                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2107
2108         for_each_online_node(node) {
2109                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2110                 unsigned long nr_slabs;
2111                 unsigned long nr_objs;
2112                 unsigned long nr_free;
2113
2114                 if (!n)
2115                         continue;
2116
2117                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2118                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2119                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2120
2121                 printk(KERN_WARNING
2122                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2123                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2124         }
2125 }
2126
2127 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2128                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2129 {
2130         void *object;
2131         struct kmem_cache_cpu *c;
2132         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2133
2134         if (page) {
2135                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2136                 if (c->page)
2137                         flush_slab(s, c);
2138
2139                 /*
2140                  * No other reference to the page yet so we can
2141                  * muck around with it freely without cmpxchg
2142                  */
2143                 object = page->freelist;
2144                 page->freelist = NULL;
2145
2146                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2147                 c->node = page_to_nid(page);
2148                 c->page = page;
2149                 *pc = c;
2150         } else
2151                 object = NULL;
2152
2153         return object;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2158  * or deactivate the page.
2159  *
2160  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2161  *
2162  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2163  */
2164 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2165 {
2166         struct page new;
2167         unsigned long counters;
2168         void *freelist;
2169
2170         do {
2171                 freelist = page->freelist;
2172                 counters = page->counters;
2173                 new.counters = counters;
2174                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2175
2176                 new.inuse = page->objects;
2177                 new.frozen = freelist != NULL;
2178
2179         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2180                 freelist, counters,
2181                 NULL, new.counters,
2182                 "get_freelist"));
2183
2184         return freelist;
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2189  * debugging duties.
2190  *
2191  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2192  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2193  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2194  *
2195  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2196  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2197  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2198  *
2199  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2200  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2201  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2202  */
2203 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2204                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2205 {
2206         void **object;
2207         unsigned long flags;
2208
2209         local_irq_save(flags);
2210 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2211         /*
2212          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2213          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2214          * pointer.
2215          */
2216         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2217 #endif
2218
2219         if (!c->page)
2220                 goto new_slab;
2221 redo:
2222         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2223                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2224                 deactivate_slab(s, c);
2225                 goto new_slab;
2226         }
2227
2228         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2229         object = c->freelist;
2230         if (object)
2231                 goto load_freelist;
2232
2233         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2234
2235         object = get_freelist(s, c->page);
2236
2237         if (!object) {
2238                 c->page = NULL;
2239                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2240                 goto new_slab;
2241         }
2242
2243         stat(s, ALLOC_REFILL);
2244
2245 load_freelist:
2246         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2247         c->tid = next_tid(c->tid);
2248         local_irq_restore(flags);
2249         return object;
2250
2251 new_slab:
2252
2253         if (c->partial) {
2254                 c->page = c->partial;
2255                 c->partial = c->page->next;
2256                 c->node = page_to_nid(c->page);
2257                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2258                 c->freelist = NULL;
2259                 goto redo;
2260         }
2261
2262         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2263         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2264
2265         if (unlikely(!object)) {
2266
2267                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2268
2269                 if (unlikely(!object)) {
2270                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2271                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2272
2273                         local_irq_restore(flags);
2274                         return NULL;
2275                 }
2276         }
2277
2278         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2279                 goto load_freelist;
2280
2281         /* Only entered in the debug case */
2282         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2283                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2284
2285         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2286         deactivate_slab(s, c);
2287         c->node = NUMA_NO_NODE;
2288         local_irq_restore(flags);
2289         return object;
2290 }
2291
2292 /*
2293  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2294  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2295  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2296  *
2297  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2298  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2299  *
2300  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2301  */
2302 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2303                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2304 {
2305         void **object;
2306         struct kmem_cache_cpu *c;
2307         unsigned long tid;
2308
2309         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2310                 return NULL;
2311
2312 redo:
2313
2314         /*
2315          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2316          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2317          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2318          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2319          */
2320         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2321
2322         /*
2323          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2324          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2325          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2326          * linked list in between.
2327          */
2328         tid = c->tid;
2329         barrier();
2330
2331         object = c->freelist;
2332         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2333
2334                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2335
2336         else {
2337                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2338
2339                 /*
2340                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2341                  * operation and if we are on the right processor.
2342                  *
2343                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2344                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2345                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2346                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2347                  *
2348                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2349                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2350                  */
2351                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2352                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2353                                 object, tid,
2354                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2355
2356                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2357                         goto redo;
2358                 }
2359                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2360                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2361         }
2362
2363         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2364                 memset(object, 0, s->objsize);
2365
2366         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2367
2368         return object;
2369 }
2370
2371 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2372 {
2373         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2374
2375         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2376
2377         return ret;
2378 }
2379 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2380
2381 #ifdef CONFIG_TRACING
2382 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2383 {
2384         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2385         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2386         return ret;
2387 }
2388 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2389
2390 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2391 {
2392         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2393         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2394         return ret;
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2397 #endif
2398
2399 #ifdef CONFIG_NUMA
2400 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2401 {
2402         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2403
2404         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2405                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2406
2407         return ret;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2410
2411 #ifdef CONFIG_TRACING
2412 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2413                                     gfp_t gfpflags,
2414                                     int node, size_t size)
2415 {
2416         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2417
2418         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2419                            size, s->size, gfpflags, node);
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2423 #endif
2424 #endif
2425
2426 /*
2427  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2428  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2429  *
2430  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2431  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2432  * handling required then we can return immediately.
2433  */
2434 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2435                         void *x, unsigned long addr)
2436 {
2437         void *prior;
2438         void **object = (void *)x;
2439         int was_frozen;
2440         int inuse;
2441         struct page new;
2442         unsigned long counters;
2443         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2444         unsigned long uninitialized_var(flags);
2445
2446         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2447
2448         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2449                 return;
2450
2451         do {
2452                 prior = page->freelist;
2453                 counters = page->counters;
2454                 set_freepointer(s, object, prior);
2455                 new.counters = counters;
2456                 was_frozen = new.frozen;
2457                 new.inuse--;
2458                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2459
2460                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2461
2462                                 /*
2463                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2464                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2465                                  */
2466                                 new.frozen = 1;
2467
2468                         else { /* Needs to be taken off a list */
2469
2470                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2471                                 /*
2472                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2473                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2474                                  * drop the list_lock without any processing.
2475                                  *
2476                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2477                                  * other processors updating the list of slabs.
2478                                  */
2479                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2480
2481                         }
2482                 }
2483                 inuse = new.inuse;
2484
2485         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2486                 prior, counters,
2487                 object, new.counters,
2488                 "__slab_free"));
2489
2490         if (likely(!n)) {
2491
2492                 /*
2493                  * If we just froze the page then put it onto the
2494                  * per cpu partial list.
2495                  */
2496                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2497                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2498                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2499                 }
2500                 /*
2501                  * The list lock was not taken therefore no list
2502                  * activity can be necessary.
2503                  */
2504                 if (was_frozen)
2505                         stat(s, FREE_FROZEN);
2506                 return;
2507         }
2508
2509         /*
2510          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2511          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2512          */
2513         if (was_frozen)
2514                 stat(s, FREE_FROZEN);
2515         else {
2516                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2517                         goto slab_empty;
2518
2519                 /*
2520                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2521                  * then add it.
2522                  */
2523                 if (unlikely(!prior)) {
2524                         remove_full(s, page);
2525                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2526                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2527                 }
2528         }
2529         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2530         return;
2531
2532 slab_empty:
2533         if (prior) {
2534                 /*
2535                  * Slab on the partial list.
2536                  */
2537                 remove_partial(n, page);
2538                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2539         } else
2540                 /* Slab must be on the full list */
2541                 remove_full(s, page);
2542
2543         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2544         stat(s, FREE_SLAB);
2545         discard_slab(s, page);
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2550  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2551  *
2552  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2553  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2554  * the item before.
2555  *
2556  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2557  * with all sorts of special processing.
2558  */
2559 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2560                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2561 {
2562         void **object = (void *)x;
2563         struct kmem_cache_cpu *c;
2564         unsigned long tid;
2565
2566         slab_free_hook(s, x);
2567
2568 redo:
2569         /*
2570          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2571          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2572          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2573          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2574          */
2575         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2576
2577         tid = c->tid;
2578         barrier();
2579
2580         if (likely(page == c->page)) {
2581                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2582
2583                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2584                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2585                                 c->freelist, tid,
2586                                 object, next_tid(tid)))) {
2587
2588                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2589                         goto redo;
2590                 }
2591                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2592         } else
2593                 __slab_free(s, page, x, addr);
2594
2595 }
2596
2597 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2598 {
2599         struct page *page;
2600
2601         page = virt_to_head_page(x);
2602
2603         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2604
2605         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2606 }
2607 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2608
2609 /*
2610  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2611  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2612  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2613  * another.
2614  *
2615  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2616  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2617  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2618  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2619  * locking overhead.
2620  */
2621
2622 /*
2623  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2624  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2625  * and increases the number of allocations possible without having to
2626  * take the list_lock.
2627  */
2628 static int slub_min_order;
2629 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2630 static int slub_min_objects;
2631
2632 /*
2633  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2634  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2635  */
2636 static int slub_nomerge;
2637
2638 /*
2639  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2640  *
2641  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2642  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2643  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2644  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2645  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2646  * would be wasted.
2647  *
2648  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2649  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2650  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2651  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2652  *
2653  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2654  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2655  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2656  * of space in favor of a small page order.
2657  *
2658  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2659  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2660  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2661  * the smallest order which will fit the object.
2662  */
2663 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2664                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2665 {
2666         int order;
2667         int rem;
2668         int min_order = slub_min_order;
2669
2670         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2671                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2672
2673         for (order = max(min_order,
2674                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2675                         order <= max_order; order++) {
2676
2677                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2678
2679                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2680                         continue;
2681
2682                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2683
2684                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2685                         break;
2686
2687         }
2688
2689         return order;
2690 }
2691
2692 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2693 {
2694         int order;
2695         int min_objects;
2696         int fraction;
2697         int max_objects;
2698
2699         /*
2700          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2701          * works by first attempting to generate a layout with
2702          * the best configuration and backing off gradually.
2703          *
2704          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2705          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2706          */
2707         min_objects = slub_min_objects;
2708         if (!min_objects)
2709                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2710         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2711         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2712
2713         while (min_objects > 1) {
2714                 fraction = 16;
2715                 while (fraction >= 4) {
2716                         order = slab_order(size, min_objects,
2717                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2718                         if (order <= slub_max_order)
2719                                 return order;
2720                         fraction /= 2;
2721                 }
2722                 min_objects--;
2723         }
2724
2725         /*
2726          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2727          * lets see if we can place a single object there.
2728          */
2729         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2730         if (order <= slub_max_order)
2731                 return order;
2732
2733         /*
2734          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2735          */
2736         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2737         if (order < MAX_ORDER)
2738                 return order;
2739         return -ENOSYS;
2740 }
2741
2742 /*
2743  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2744  */
2745 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2746                 unsigned long align, unsigned long size)
2747 {
2748         /*
2749          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2750          * suggestion if the object is sufficiently large.
2751          *
2752          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2753          * alignment though. If that is greater then use it.
2754          */
2755         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2756                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2757                 while (size <= ralign / 2)
2758                         ralign /= 2;
2759                 align = max(align, ralign);
2760         }
2761
2762         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2763                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2764
2765         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2766 }
2767
2768 static void
2769 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2770 {
2771         n->nr_partial = 0;
2772         spin_lock_init(&n->list_lock);
2773         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2774 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2775         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2776         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2777         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2778 #endif
2779 }
2780
2781 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2782 {
2783         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2784                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2785
2786         /*
2787          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2788          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2789          */
2790         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2791                                      2 * sizeof(void *));
2792
2793         if (!s->cpu_slab)
2794                 return 0;
2795
2796         init_kmem_cache_cpus(s);
2797
2798         return 1;
2799 }
2800
2801 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2802
2803 /*
2804  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2805  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2806  * possible.
2807  *
2808  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2809  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2810  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2811  */
2812 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2813 {
2814         struct page *page;
2815         struct kmem_cache_node *n;
2816
2817         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2818
2819         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2820
2821         BUG_ON(!page);
2822         if (page_to_nid(page) != node) {
2823                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2824                                 "node %d\n", node);
2825                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2826                                 "in order to be able to continue\n");
2827         }
2828
2829         n = page->freelist;
2830         BUG_ON(!n);
2831         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2832         page->inuse = 1;
2833         page->frozen = 0;
2834         kmem_cache_node->node[node] = n;
2835 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2836         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2837         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2838 #endif
2839         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2840         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2841
2842         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2843 }
2844
2845 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2846 {
2847         int node;
2848
2849         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2850                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2851
2852                 if (n)
2853                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2854
2855                 s->node[node] = NULL;
2856         }
2857 }
2858
2859 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2860 {
2861         int node;
2862
2863         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2864                 struct kmem_cache_node *n;
2865
2866                 if (slab_state == DOWN) {
2867                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2868                         continue;
2869                 }
2870                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2871                                                 GFP_KERNEL, node);
2872
2873                 if (!n) {
2874                         free_kmem_cache_nodes(s);
2875                         return 0;
2876                 }
2877
2878                 s->node[node] = n;
2879                 init_kmem_cache_node(n, s);
2880         }
2881         return 1;
2882 }
2883
2884 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2885 {
2886         if (min < MIN_PARTIAL)
2887                 min = MIN_PARTIAL;
2888         else if (min > MAX_PARTIAL)
2889                 min = MAX_PARTIAL;
2890         s->min_partial = min;
2891 }
2892
2893 /*
2894  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2895  * a slab object.
2896  */
2897 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2898 {
2899         unsigned long flags = s->flags;
2900         unsigned long size = s->objsize;
2901         unsigned long align = s->align;
2902         int order;
2903
2904         /*
2905          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2906          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2907          * the possible location of the free pointer.
2908          */
2909         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2910
2911 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2912         /*
2913          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2914          * the slab may touch the object after free or before allocation
2915          * then we should never poison the object itself.
2916          */
2917         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2918                         !s->ctor)
2919                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2920         else
2921                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2922
2923
2924         /*
2925          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2926          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2927          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2928          */
2929         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2930                 size += sizeof(void *);
2931 #endif
2932
2933         /*
2934          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2935          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2936          */
2937         s->inuse = size;
2938
2939         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2940                 s->ctor)) {
2941                 /*
2942                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2943                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2944                  * kmem_cache_free.
2945                  *
2946                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2947                  * destructor or are poisoning the objects.
2948                  */
2949                 s->offset = size;
2950                 size += sizeof(void *);
2951         }
2952
2953 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2954         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2955                 /*
2956                  * Need to store information about allocs and frees after
2957                  * the object.
2958                  */
2959                 size += 2 * sizeof(struct track);
2960
2961         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2962                 /*
2963                  * Add some empty padding so that we can catch
2964                  * overwrites from earlier objects rather than let
2965                  * tracking information or the free pointer be
2966                  * corrupted if a user writes before the start
2967                  * of the object.
2968                  */
2969                 size += sizeof(void *);
2970 #endif
2971
2972         /*
2973          * Determine the alignment based on various parameters that the
2974          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2975          * on bootup.
2976          */
2977         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2978         s->align = align;
2979
2980         /*
2981          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2982          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2983          * each object to conform to the alignment.
2984          */
2985         size = ALIGN(size, align);
2986         s->size = size;
2987         if (forced_order >= 0)
2988                 order = forced_order;
2989         else
2990                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2991
2992         if (order < 0)
2993                 return 0;
2994
2995         s->allocflags = 0;
2996         if (order)
2997                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2998
2999         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3000                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3001
3002         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3003                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3004
3005         /*
3006          * Determine the number of objects per slab
3007          */
3008         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3009         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3010         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3011                 s->max = s->oo;
3012
3013         return !!oo_objects(s->oo);
3014
3015 }
3016
3017 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3018                 const char *name, size_t size,
3019                 size_t align, unsigned long flags,
3020                 void (*ctor)(void *))
3021 {
3022         memset(s, 0, kmem_size);
3023         s->name = name;
3024         s->ctor = ctor;
3025         s->objsize = size;
3026         s->align = align;
3027         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3028         s->reserved = 0;
3029
3030         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3031                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3032
3033         if (!calculate_sizes(s, -1))
3034                 goto error;
3035         if (disable_higher_order_debug) {
3036                 /*
3037                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3038                  * order increased.
3039                  */
3040                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3041                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3042                         s->offset = 0;
3043                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3044                                 goto error;
3045                 }
3046         }
3047
3048 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3049     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3050         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3051                 /* Enable fast mode */
3052                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3053 #endif
3054
3055         /*
3056          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3057          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3058          */
3059         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3060
3061         /*
3062          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3063          * per cpu partial lists of a processor.
3064          *
3065          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3066          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3067          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3068          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3069          *
3070          * This setting also determines
3071          *
3072          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3073          *    per node list when we reach the limit.
3074          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3075          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3076          *    to keep some capacity around for frees.
3077          */
3078         if (kmem_cache_debug(s))
3079                 s->cpu_partial = 0;
3080         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3081                 s->cpu_partial = 2;
3082         else if (s->size >= 1024)
3083                 s->cpu_partial = 6;
3084         else if (s->size >= 256)
3085                 s->cpu_partial = 13;
3086         else
3087                 s->cpu_partial = 30;
3088
3089         s->refcount = 1;
3090 #ifdef CONFIG_NUMA
3091         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3092 #endif
3093         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3094                 goto error;
3095
3096         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3097                 return 1;
3098
3099         free_kmem_cache_nodes(s);
3100 error:
3101         if (flags & SLAB_PANIC)
3102                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3103                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3104                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3105                         s->offset, flags);
3106         return 0;
3107 }
3108
3109 /*
3110  * Determine the size of a slab object
3111  */
3112 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3113 {
3114         return s->objsize;
3115 }
3116 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3117
3118 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3119                                                         const char *text)
3120 {
3121 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3122         void *addr = page_address(page);
3123         void *p;
3124         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3125                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3126         if (!map)
3127                 return;
3128         slab_err(s, page, "%s", text);
3129         slab_lock(page);
3130
3131         get_map(s, page, map);
3132         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3133
3134                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3135                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3136                                                         p, p - addr);
3137                         print_tracking(s, p);
3138                 }
3139         }
3140         slab_unlock(page);
3141         kfree(map);
3142 #endif
3143 }
3144
3145 /*
3146  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3147  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3148  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3149  */
3150 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3151 {
3152         struct page *page, *h;
3153
3154         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3155                 if (!page->inuse) {
3156                         remove_partial(n, page);
3157                         discard_slab(s, page);
3158                 } else {
3159                         list_slab_objects(s, page,
3160                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3161                 }
3162         }
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Release all resources used by a slab cache.
3167  */
3168 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3169 {
3170         int node;
3171
3172         flush_all(s);
3173         free_percpu(s->cpu_slab);
3174         /* Attempt to free all objects */
3175         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3176                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3177
3178                 free_partial(s, n);
3179                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3180                         return 1;
3181         }
3182         free_kmem_cache_nodes(s);
3183         return 0;
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3188  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3189  */
3190 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3191 {
3192         down_write(&slub_lock);
3193         s->refcount--;
3194         if (!s->refcount) {
3195                 list_del(&s->list);
3196                 up_write(&slub_lock);
3197                 if (kmem_cache_close(s)) {
3198                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3199                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3200                         dump_stack();
3201                 }
3202                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3203                         rcu_barrier();
3204                 sysfs_slab_remove(s);
3205         } else
3206                 up_write(&slub_lock);
3207 }
3208 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3209
3210 /********************************************************************
3211  *              Kmalloc subsystem
3212  *******************************************************************/
3213
3214 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3215 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3216
3217 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3218
3219 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3220 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3221 #endif
3222
3223 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3224 {
3225         get_option(&str, &slub_min_order);
3226
3227         return 1;
3228 }
3229
3230 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3231
3232 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3233 {
3234         get_option(&str, &slub_max_order);
3235         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3236
3237         return 1;
3238 }
3239
3240 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3241
3242 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3243 {
3244         get_option(&str, &slub_min_objects);
3245
3246         return 1;
3247 }
3248
3249 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3250
3251 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3252 {
3253         slub_nomerge = 1;
3254         return 1;
3255 }
3256
3257 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3258
3259 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3260                                                 int size, unsigned int flags)
3261 {
3262         struct kmem_cache *s;
3263
3264         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3265
3266         /*
3267          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3268          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3269          */
3270         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3271                                                                 flags, NULL))
3272                 goto panic;
3273
3274         list_add(&s->list, &slab_caches);
3275         return s;
3276
3277 panic:
3278         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3279         return NULL;
3280 }
3281
3282 /*
3283  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3284  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3285  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3286  * fls.
3287  */
3288 static s8 size_index[24] = {
3289         3,      /* 8 */
3290         4,      /* 16 */
3291         5,      /* 24 */
3292         5,      /* 32 */
3293         6,      /* 40 */
3294         6,      /* 48 */
3295         6,      /* 56 */
3296         6,      /* 64 */
3297         1,      /* 72 */
3298         1,      /* 80 */
3299         1,      /* 88 */
3300         1,      /* 96 */
3301         7,      /* 104 */
3302         7,      /* 112 */
3303         7,      /* 120 */
3304         7,      /* 128 */
3305         2,      /* 136 */
3306         2,      /* 144 */
3307         2,      /* 152 */
3308         2,      /* 160 */
3309         2,      /* 168 */
3310         2,      /* 176 */
3311         2,      /* 184 */
3312         2       /* 192 */
3313 };
3314
3315 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3316 {
3317         return (bytes - 1) / 8;
3318 }
3319
3320 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3321 {
3322         int index;
3323
3324         if (size <= 192) {
3325                 if (!size)
3326                         return ZERO_SIZE_PTR;
3327
3328                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3329         } else
3330                 index = fls(size - 1);
3331
3332 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3333         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3334                 return kmalloc_dma_caches[index];
3335
3336 #endif
3337         return kmalloc_caches[index];
3338 }
3339
3340 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3341 {
3342         struct kmem_cache *s;
3343         void *ret;
3344
3345         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3346                 return kmalloc_large(size, flags);
3347
3348         s = get_slab(size, flags);
3349
3350         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3351                 return s;
3352
3353         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3354
3355         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3356
3357         return ret;
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3360
3361 #ifdef CONFIG_NUMA
3362 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3363 {
3364         struct page *page;
3365         void *ptr = NULL;
3366
3367         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3368         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3369         if (page)
3370                 ptr = page_address(page);
3371
3372         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3373         return ptr;
3374 }
3375
3376 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3377 {
3378         struct kmem_cache *s;
3379         void *ret;
3380
3381         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3382                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3383
3384                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3385                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3386                                    flags, node);
3387
3388                 return ret;
3389         }
3390
3391         s = get_slab(size, flags);
3392
3393         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3394                 return s;
3395
3396         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3397
3398         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3399
3400         return ret;
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3403 #endif
3404
3405 size_t ksize(const void *object)
3406 {
3407         struct page *page;
3408
3409         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3410                 return 0;
3411
3412         page = virt_to_head_page(object);
3413
3414         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3415                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3416                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3417         }
3418
3419         return slab_ksize(page->slab);
3420 }
3421 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3422
3423 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3424 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3425 {
3426         struct page *page;
3427         void *object = (void *)x;
3428         unsigned long flags;
3429         bool rv;
3430
3431         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3432                 return false;
3433
3434         local_irq_save(flags);
3435
3436         page = virt_to_head_page(x);
3437         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3438                 /* maybe it was from stack? */
3439                 rv = true;
3440                 goto out_unlock;
3441         }
3442
3443         slab_lock(page);
3444         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3445                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3446                 rv = false;
3447         } else {
3448                 rv = true;
3449         }
3450         slab_unlock(page);
3451
3452 out_unlock:
3453         local_irq_restore(flags);
3454         return rv;
3455 }
3456 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3457 #endif
3458
3459 void kfree(const void *x)
3460 {
3461         struct page *page;
3462         void *object = (void *)x;
3463
3464         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3465
3466         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3467                 return;
3468
3469         page = virt_to_head_page(x);
3470         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3471                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3472                 kmemleak_free(x);
3473                 put_page(page);
3474                 return;
3475         }
3476         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3477 }
3478 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3479
3480 /*
3481  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3482  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3483  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3484  * and thus they can be removed from the partial lists.
3485  *
3486  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3487  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3488  * are freed in them.
3489  */
3490 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3491 {
3492         int node;
3493         int i;
3494         struct kmem_cache_node *n;
3495         struct page *page;
3496         struct page *t;
3497         int objects = oo_objects(s->max);
3498         struct list_head *slabs_by_inuse =
3499                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3500         unsigned long flags;
3501
3502         if (!slabs_by_inuse)
3503                 return -ENOMEM;
3504
3505         flush_all(s);
3506         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3507                 n = get_node(s, node);
3508
3509                 if (!n->nr_partial)
3510                         continue;
3511
3512                 for (i = 0; i < objects; i++)
3513                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3514
3515                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3516
3517                 /*
3518                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3519                  *
3520                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3521                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3522                  */
3523                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3524                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3525                         if (!page->inuse)
3526                                 n->nr_partial--;
3527                 }
3528
3529                 /*
3530                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3531                  * first and the least used slabs at the end.
3532                  */
3533                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3534                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3535
3536                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3537
3538                 /* Release empty slabs */
3539                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3540                         discard_slab(s, page);
3541         }
3542
3543         kfree(slabs_by_inuse);
3544         return 0;
3545 }
3546 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3547
3548 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3549 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3550 {
3551         struct kmem_cache *s;
3552
3553         down_read(&slub_lock);
3554         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3555                 kmem_cache_shrink(s);
3556         up_read(&slub_lock);
3557
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3562 {
3563         struct kmem_cache_node *n;
3564         struct kmem_cache *s;
3565         struct memory_notify *marg = arg;
3566         int offline_node;
3567
3568         offline_node = marg->status_change_nid;
3569
3570         /*
3571          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3572          * for it yet.
3573          */
3574         if (offline_node < 0)
3575                 return;
3576
3577         down_read(&slub_lock);
3578         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3579                 n = get_node(s, offline_node);
3580                 if (n) {
3581                         /*
3582                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3583                          * that is going down. We were unable to free them,
3584                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3585                          * callback. So, we must fail.
3586                          */
3587                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3588
3589                         s->node[offline_node] = NULL;
3590                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3591                 }
3592         }
3593         up_read(&slub_lock);
3594 }
3595
3596 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3597 {
3598         struct kmem_cache_node *n;
3599         struct kmem_cache *s;
3600         struct memory_notify *marg = arg;
3601         int nid = marg->status_change_nid;
3602         int ret = 0;
3603
3604         /*
3605          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3606          * already created. Nothing to do.
3607          */
3608         if (nid < 0)
3609                 return 0;
3610
3611         /*
3612          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3613          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3614          * online.
3615          */
3616         down_read(&slub_lock);
3617         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3618                 /*
3619                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3620                  *      since memory is not yet available from the node that
3621                  *      is brought up.
3622                  */
3623                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3624                 if (!n) {
3625                         ret = -ENOMEM;
3626                         goto out;
3627                 }
3628                 init_kmem_cache_node(n, s);
3629                 s->node[nid] = n;
3630         }
3631 out:
3632         up_read(&slub_lock);
3633         return ret;
3634 }
3635
3636 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3637                                 unsigned long action, void *arg)
3638 {
3639         int ret = 0;
3640
3641         switch (action) {
3642         case MEM_GOING_ONLINE:
3643                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3644                 break;
3645         case MEM_GOING_OFFLINE:
3646                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3647                 break;
3648         case MEM_OFFLINE:
3649         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3650                 slab_mem_offline_callback(arg);
3651                 break;
3652         case MEM_ONLINE:
3653         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3654                 break;
3655         }
3656         if (ret)
3657                 ret = notifier_from_errno(ret);
3658         else
3659                 ret = NOTIFY_OK;
3660         return ret;
3661 }
3662
3663 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3664
3665 /********************************************************************
3666  *                      Basic setup of slabs
3667  *******************************************************************/
3668
3669 /*
3670  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3671  * the page allocator
3672  */
3673
3674 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3675 {
3676         int node;
3677
3678         list_add(&s->list, &slab_caches);
3679         s->refcount = -1;
3680
3681         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3682                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3683                 struct page *p;
3684
3685                 if (n) {
3686                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3687                                 p->slab = s;
3688
3689 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3690                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3691                                 p->slab = s;
3692 #endif
3693                 }
3694         }
3695 }
3696
3697 void __init kmem_cache_init(void)
3698 {
3699         int i;
3700         int caches = 0;
3701         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3702         int order;
3703         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3704         unsigned long kmalloc_size;
3705
3706         if (debug_guardpage_minorder())
3707                 slub_max_order = 0;
3708
3709         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3710                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3711
3712         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3713         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3714         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3715         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3716
3717         /*
3718          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3719          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3720          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3721          */
3722         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3723
3724         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3725                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3726                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3727
3728         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3729
3730         /* Able to allocate the per node structures */
3731         slab_state = PARTIAL;
3732
3733         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3734         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3735                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3736         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3737         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3738
3739         /*
3740          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3741          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3742          * update any list pointers.
3743          */
3744         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3745
3746         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3747         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3748
3749         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3750
3751         caches++;
3752         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3753         caches++;
3754         /* Free temporary boot structure */
3755         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3756
3757         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3758
3759         /*
3760          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3761          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3762          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3763          *
3764          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3765          * handle the index determination for the smaller caches.
3766          *
3767          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3768          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3769          */
3770         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3771                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3772
3773         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3774                 int elem = size_index_elem(i);
3775                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3776                         break;
3777                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3778         }
3779
3780         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3781                 /*
3782                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3783                  * is 64 byte.
3784                  */
3785                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3786                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3787         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3788                 /*
3789                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3790                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3791                  * instead.
3792                  */
3793                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3794                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3795         }
3796
3797         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3798         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3799                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3800                 caches++;
3801         }
3802
3803         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3804                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3805                 caches++;
3806         }
3807
3808         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3809                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3810                 caches++;
3811         }
3812
3813         slab_state = UP;
3814
3815         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3816         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3817                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3818                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3819         }
3820
3821         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3822                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3823                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3824         }
3825
3826         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3827                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3828
3829                 BUG_ON(!s);
3830                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3831         }
3832
3833 #ifdef CONFIG_SMP
3834         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3835 #endif
3836
3837 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3838         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3839                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3840
3841                 if (s && s->size) {
3842                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3843                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3844
3845                         BUG_ON(!name);
3846                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3847                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3848                 }
3849         }
3850 #endif
3851         printk(KERN_INFO
3852                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3853                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3854                 caches, cache_line_size(),
3855                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3856                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3857 }
3858
3859 void __init kmem_cache_init_late(void)
3860 {
3861 }
3862
3863 /*
3864  * Find a mergeable slab cache
3865  */
3866 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3867 {
3868         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3869                 return 1;
3870
3871         if (s->ctor)
3872                 return 1;
3873
3874         /*
3875          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3876          */
3877         if (s->refcount < 0)
3878                 return 1;
3879
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3884                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3885                 void (*ctor)(void *))
3886 {
3887         struct kmem_cache *s;
3888
3889         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3890                 return NULL;
3891
3892         if (ctor)
3893                 return NULL;
3894
3895         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3896         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3897         size = ALIGN(size, align);
3898         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3899
3900         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3901                 if (slab_unmergeable(s))
3902                         continue;
3903
3904                 if (size > s->size)
3905                         continue;
3906
3907                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3908                                 continue;
3909                 /*
3910                  * Check if alignment is compatible.
3911                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3912                  */
3913                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3914                         continue;
3915
3916                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3917                         continue;
3918
3919                 return s;
3920         }
3921         return NULL;
3922 }
3923
3924 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3925                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3926 {
3927         struct kmem_cache *s;
3928         char *n;
3929
3930         if (WARN_ON(!name))
3931                 return NULL;
3932
3933         down_write(&slub_lock);
3934         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3935         if (s) {
3936                 s->refcount++;
3937                 /*
3938                  * Adjust the object sizes so that we clear
3939                  * the complete object on kzalloc.
3940                  */
3941                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3942                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3943
3944                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3945                         s->refcount--;
3946                         goto err;
3947                 }
3948                 up_write(&slub_lock);
3949                 return s;
3950         }
3951
3952         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3953         if (!n)
3954                 goto err;
3955
3956         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3957         if (s) {
3958                 if (kmem_cache_open(s, n,
3959                                 size, align, flags, ctor)) {
3960                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3961                         up_write(&slub_lock);
3962                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3963                                 down_write(&slub_lock);
3964                                 list_del(&s->list);
3965                                 kfree(n);
3966                                 kfree(s);
3967                                 goto err;
3968                         }
3969                         return s;
3970                 }
3971                 kfree(n);
3972                 kfree(s);
3973         }
3974 err:
3975         up_write(&slub_lock);
3976
3977         if (flags & SLAB_PANIC)
3978                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3979         else
3980                 s = NULL;
3981         return s;
3982 }
3983 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3984
3985 #ifdef CONFIG_SMP
3986 /*
3987  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3988  * necessary.
3989  */
3990 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3991                 unsigned long action, void *hcpu)
3992 {
3993         long cpu = (long)hcpu;
3994         struct kmem_cache *s;
3995         unsigned long flags;
3996
3997         switch (action) {
3998         case CPU_UP_CANCELED:
3999         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4000         case CPU_DEAD:
4001         case CPU_DEAD_FROZEN:
4002                 down_read(&slub_lock);
4003                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4004                         local_irq_save(flags);
4005                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4006                         local_irq_restore(flags);
4007                 }
4008                 up_read(&slub_lock);
4009                 break;
4010         default:
4011                 break;
4012         }
4013         return NOTIFY_OK;
4014 }
4015
4016 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4017         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4018 };
4019
4020 #endif
4021
4022 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4023 {
4024         struct kmem_cache *s;
4025         void *ret;
4026
4027         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4028                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4029
4030         s = get_slab(size, gfpflags);
4031
4032         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4033                 return s;
4034
4035         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4036
4037         /* Honor the call site pointer we received. */
4038         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4039
4040         return ret;
4041 }
4042
4043 #ifdef CONFIG_NUMA
4044 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4045                                         int node, unsigned long caller)
4046 {
4047         struct kmem_cache *s;
4048         void *ret;
4049
4050         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4051                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4052
4053                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4054                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4055                                    gfpflags, node);
4056
4057                 return ret;
4058         }
4059
4060         s = get_slab(size, gfpflags);
4061
4062         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4063                 return s;
4064
4065         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4066
4067         /* Honor the call site pointer we received. */
4068         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4069
4070         return ret;
4071 }
4072 #endif
4073
4074 #ifdef CONFIG_SYSFS
4075 static int count_inuse(struct page *page)
4076 {
4077         return page->inuse;
4078 }
4079
4080 static int count_total(struct page *page)
4081 {
4082         return page->objects;
4083 }
4084 #endif
4085
4086 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4087 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4088                                                 unsigned long *map)
4089 {
4090         void *p;
4091         void *addr = page_address(page);
4092
4093         if (!check_slab(s, page) ||
4094                         !on_freelist(s, page, NULL))
4095                 return 0;
4096
4097         /* Now we know that a valid freelist exists */
4098         bitmap_zero(map, page->objects);
4099
4100         get_map(s, page, map);
4101         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4102                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4103                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4104                                 return 0;
4105         }
4106
4107         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4108                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4109                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4110                                 return 0;
4111         return 1;
4112 }
4113
4114 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4115                                                 unsigned long *map)
4116 {
4117         slab_lock(page);
4118         validate_slab(s, page, map);
4119         slab_unlock(page);
4120 }
4121
4122 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4123                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4124 {
4125         unsigned long count = 0;
4126         struct page *page;
4127         unsigned long flags;
4128
4129         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4130
4131         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4132                 validate_slab_slab(s, page, map);
4133                 count++;
4134         }
4135         if (count != n->nr_partial)
4136                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4137                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4138
4139         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4140                 goto out;
4141
4142         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4143                 validate_slab_slab(s, page, map);
4144                 count++;
4145         }
4146         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4147                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4148                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4149                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4150
4151 out:
4152         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4153         return count;
4154 }
4155
4156 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4157 {
4158         int node;
4159         unsigned long count = 0;
4160         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4161                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4162
4163         if (!map)
4164                 return -ENOMEM;
4165
4166         flush_all(s);
4167         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4168                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4169
4170                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4171         }
4172         kfree(map);
4173         return count;
4174 }
4175 /*
4176  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4177  * and freed.
4178  */
4179
4180 struct location {
4181         unsigned long count;
4182         unsigned long addr;
4183         long long sum_time;
4184         long min_time;
4185         long max_time;
4186         long min_pid;
4187         long max_pid;
4188         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4189         nodemask_t nodes;
4190 };
4191
4192 struct loc_track {
4193         unsigned long max;
4194         unsigned long count;
4195         struct location *loc;
4196 };
4197
4198 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4199 {
4200         if (t->max)
4201                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4202                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4203 }
4204
4205 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4206 {
4207         struct location *l;
4208         int order;
4209
4210         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4211
4212         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4213         if (!l)
4214                 return 0;
4215
4216         if (t->count) {
4217                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4218                 free_loc_track(t);
4219         }
4220         t->max = max;
4221         t->loc = l;
4222         return 1;
4223 }
4224
4225 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4226                                 const struct track *track)
4227 {
4228         long start, end, pos;
4229         struct location *l;
4230         unsigned long caddr;
4231         unsigned long age = jiffies - track->when;
4232
4233         start = -1;
4234         end = t->count;
4235
4236         for ( ; ; ) {
4237                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4238
4239                 /*
4240                  * There is nothing at "end". If we end up there
4241                  * we need to add something to before end.
4242                  */
4243                 if (pos == end)
4244                         break;
4245
4246                 caddr = t->loc[pos].addr;
4247                 if (track->addr == caddr) {
4248
4249                         l = &t->loc[pos];
4250                         l->count++;
4251                         if (track->when) {
4252                                 l->sum_time += age;
4253                                 if (age < l->min_time)
4254                                         l->min_time = age;
4255                                 if (age > l->max_time)
4256                                         l->max_time = age;
4257
4258                                 if (track->pid < l->min_pid)
4259                                         l->min_pid = track->pid;
4260                                 if (track->pid > l->max_pid)
4261                                         l->max_pid = track->pid;
4262
4263                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4264                                                 to_cpumask(l->cpus));
4265                         }
4266                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4267                         return 1;
4268                 }
4269
4270                 if (track->addr < caddr)
4271                         end = pos;
4272                 else
4273                         start = pos;
4274         }
4275
4276         /*
4277          * Not found. Insert new tracking element.
4278          */
4279         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4280                 return 0;
4281
4282         l = t->loc + pos;
4283         if (pos < t->count)
4284                 memmove(l + 1, l,
4285                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4286         t->count++;
4287         l->count = 1;
4288         l->addr = track->addr;
4289         l->sum_time = age;
4290         l->min_time = age;
4291         l->max_time = age;
4292         l->min_pid = track->pid;
4293         l->max_pid = track->pid;
4294         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4295         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4296         nodes_clear(l->nodes);
4297         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4298         return 1;
4299 }
4300
4301 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4302                 struct page *page, enum track_item alloc,
4303                 unsigned long *map)
4304 {
4305         void *addr = page_address(page);
4306         void *p;
4307
4308         bitmap_zero(map, page->objects);
4309         get_map(s, page, map);
4310
4311         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4312                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4313                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4314 }
4315
4316 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4317                                         enum track_item alloc)
4318 {
4319         int len = 0;
4320         unsigned long i;
4321         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4322         int node;
4323         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4324                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4325
4326         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4327                                      GFP_TEMPORARY)) {
4328                 kfree(map);
4329                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4330         }
4331         /* Push back cpu slabs */
4332         flush_all(s);
4333
4334         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4335                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4336                 unsigned long flags;
4337                 struct page *page;
4338
4339                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4340                         continue;
4341
4342                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4343                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4344                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4345                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4346                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4347                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4348         }
4349
4350         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4351                 struct location *l = &t.loc[i];
4352
4353                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4354                         break;
4355                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4356
4357                 if (l->addr)
4358                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4359                 else
4360                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4361
4362                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4363                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4364                                 l->min_time,
4365                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4366                                 l->max_time);
4367                 } else
4368                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4369                                 l->min_time);
4370
4371                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4372                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4373                                 l->min_pid, l->max_pid);
4374                 else
4375                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4376                                 l->min_pid);
4377
4378                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4379                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4380                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4381                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4382                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4383                                                  to_cpumask(l->cpus));
4384                 }
4385
4386                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4387                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4388                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4389                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4390                                         l->nodes);
4391                 }
4392
4393                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4394         }
4395
4396         free_loc_track(&t);
4397         kfree(map);
4398         if (!t.count)
4399                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4400         return len;
4401 }
4402 #endif
4403
4404 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4405 static void resiliency_test(void)
4406 {
4407         u8 *p;
4408
4409         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4410
4411         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4412         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4413         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4414
4415         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4416         p[16] = 0x12;
4417         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4418                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4419
4420         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4421
4422         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4423         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4424         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4425         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4426                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4427         printk(KERN_ERR
4428                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4429
4430         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4431         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4432         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4433         *p = 0x56;
4434         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4435                                                                         p);
4436         printk(KERN_ERR
4437                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4438         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4439
4440         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4441         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4442         kfree(p);
4443         *p = 0x78;
4444         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4445         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4446
4447         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4448         kfree(p);
4449         p[50] = 0x9a;
4450         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4451                         p);
4452         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4453
4454         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4455         kfree(p);
4456         p[512] = 0xab;
4457         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4458         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4459 }
4460 #else
4461 #ifdef CONFIG_SYSFS
4462 static void resiliency_test(void) {};
4463 #endif
4464 #endif
4465
4466 #ifdef CONFIG_SYSFS
4467 enum slab_stat_type {
4468         SL_ALL,                 /* All slabs */
4469         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4470         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4471         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4472         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4473 };
4474
4475 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4476 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4477 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4478 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4479 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4480
4481 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4482                             char *buf, unsigned long flags)
4483 {
4484         unsigned long total = 0;
4485         int node;
4486         int x;
4487         unsigned long *nodes;
4488         unsigned long *per_cpu;
4489
4490         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4491         if (!nodes)
4492                 return -ENOMEM;
4493         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4494
4495         if (flags & SO_CPU) {
4496                 int cpu;
4497
4498                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4499                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4500                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4501                         struct page *page;
4502
4503                         if (node < 0)
4504                                 continue;
4505                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4506                         if (page) {
4507                                 if (flags & SO_TOTAL)
4508                                         x = page->objects;
4509                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4510                                         x = page->inuse;
4511                                 else
4512                                         x = 1;
4513
4514                                 total += x;
4515                                 nodes[node] += x;
4516                         }
4517                         page = c->partial;
4518
4519                         if (page) {
4520                                 x = page->pobjects;
4521                                 total += x;
4522                                 nodes[node] += x;
4523                         }
4524                         per_cpu[node]++;
4525                 }
4526         }
4527
4528         lock_memory_hotplug();
4529 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4530         if (flags & SO_ALL) {
4531                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4532                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4533
4534                 if (flags & SO_TOTAL)
4535                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4536                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4537                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4538                                 count_partial(n, count_free);
4539
4540                         else
4541                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4542                         total += x;
4543                         nodes[node] += x;
4544                 }
4545
4546         } else
4547 #endif
4548         if (flags & SO_PARTIAL) {
4549                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4550                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4551
4552                         if (flags & SO_TOTAL)
4553                                 x = count_partial(n, count_total);
4554                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4555                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4556                         else
4557                                 x = n->nr_partial;
4558                         total += x;
4559                         nodes[node] += x;
4560                 }
4561         }
4562         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4563 #ifdef CONFIG_NUMA
4564         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4565                 if (nodes[node])
4566                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4567                                         node, nodes[node]);
4568 #endif
4569         unlock_memory_hotplug();
4570         kfree(nodes);
4571         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4572 }
4573
4574 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4575 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4576 {
4577         int node;
4578
4579         for_each_online_node(node) {
4580                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4581
4582                 if (!n)
4583                         continue;
4584
4585                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4586                         return 1;
4587         }
4588         return 0;
4589 }
4590 #endif
4591
4592 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4593 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4594
4595 struct slab_attribute {
4596         struct attribute attr;
4597         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4598         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4599 };
4600
4601 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4602         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4603         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4604
4605 #define SLAB_ATTR(_name) \
4606         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4607         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4608
4609 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4610 {
4611         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4612 }
4613 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4614
4615 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4616 {
4617         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4618 }
4619 SLAB_ATTR_RO(align);
4620
4621 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4622 {
4623         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4624 }
4625 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4626
4627 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4628 {
4629         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4630 }
4631 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4632
4633 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4634                                 const char *buf, size_t length)
4635 {
4636         unsigned long order;
4637         int err;
4638
4639         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4640         if (err)
4641                 return err;
4642
4643         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4644                 return -EINVAL;
4645
4646         calculate_sizes(s, order);
4647         return length;
4648 }
4649
4650 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4651 {
4652         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4653 }
4654 SLAB_ATTR(order);
4655
4656 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4657 {
4658         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4659 }
4660
4661 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4662                                  size_t length)
4663 {
4664         unsigned long min;
4665         int err;
4666
4667         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4668         if (err)
4669                 return err;
4670
4671         set_min_partial(s, min);
4672         return length;
4673 }
4674 SLAB_ATTR(min_partial);
4675
4676 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4677 {
4678         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4679 }
4680
4681 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4682                                  size_t length)
4683 {
4684         unsigned long objects;
4685         int err;
4686
4687         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4688         if (err)
4689                 return err;
4690         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4691                 return -EINVAL;
4692
4693         s->cpu_partial = objects;
4694         flush_all(s);
4695         return length;
4696 }
4697 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4698
4699 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4700 {
4701         if (!s->ctor)
4702                 return 0;
4703         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4704 }
4705 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4706
4707 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4708 {
4709         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4710 }
4711 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4712
4713 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4714 {
4715         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4716 }
4717 SLAB_ATTR_RO(partial);
4718
4719 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4720 {
4721         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4722 }
4723 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4724
4725 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4726 {
4727         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4728 }
4729 SLAB_ATTR_RO(objects);
4730
4731 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4732 {
4733         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4734 }
4735 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4736
4737 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4738 {
4739         int objects = 0;
4740         int pages = 0;
4741         int cpu;
4742         int len;
4743
4744         for_each_online_cpu(cpu) {
4745                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4746
4747                 if (page) {
4748                         pages += page->pages;
4749                         objects += page->pobjects;
4750                 }
4751         }
4752
4753         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4754
4755 #ifdef CONFIG_SMP
4756         for_each_online_cpu(cpu) {
4757                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4758
4759                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4760                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4761                                 page->pobjects, page->pages);
4762         }
4763 #endif
4764         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4765 }
4766 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4767
4768 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4769 {
4770         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4771 }
4772
4773 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4774                                 const char *buf, size_t length)
4775 {
4776         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4777         if (buf[0] == '1')
4778                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4779         return length;
4780 }
4781 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4782
4783 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4788
4789 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4790 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4793 }
4794 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4795 #endif
4796
4797 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4798 {
4799         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4800 }
4801 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4802
4803 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4804 {
4805         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4806 }
4807 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4808
4809 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4810 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4811 {
4812         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4813 }
4814 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4815
4816 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4817 {
4818         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4819 }
4820 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4821
4822 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4823 {
4824         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4825 }
4826
4827 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4828                                 const char *buf, size_t length)
4829 {
4830         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4831         if (buf[0] == '1') {
4832                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4833                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4834         }
4835         return length;
4836 }
4837 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4838
4839 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4840 {
4841         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4842 }
4843
4844 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4845                                                         size_t length)
4846 {
4847         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4848         if (buf[0] == '1') {
4849                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4850                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4851         }
4852         return length;
4853 }
4854 SLAB_ATTR(trace);
4855
4856 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4857 {
4858         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4859 }
4860
4861 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4862                                 const char *buf, size_t length)
4863 {
4864         if (any_slab_objects(s))
4865                 return -EBUSY;
4866
4867         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4868         if (buf[0] == '1') {
4869                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4870                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4871         }
4872         calculate_sizes(s, -1);
4873         return length;
4874 }
4875 SLAB_ATTR(red_zone);
4876
4877 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4878 {
4879         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4880 }
4881
4882 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4883                                 const char *buf, size_t length)
4884 {
4885         if (any_slab_objects(s))
4886                 return -EBUSY;
4887
4888         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4889         if (buf[0] == '1') {
4890                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4891                 s->flags |= SLAB_POISON;
4892         }
4893         calculate_sizes(s, -1);
4894         return length;
4895 }
4896 SLAB_ATTR(poison);
4897
4898 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4899 {
4900         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4901 }
4902
4903 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4904                                 const char *buf, size_t length)
4905 {
4906         if (any_slab_objects(s))
4907                 return -EBUSY;
4908
4909         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4910         if (buf[0] == '1') {
4911                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4912                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4913         }
4914         calculate_sizes(s, -1);
4915         return length;
4916 }
4917 SLAB_ATTR(store_user);
4918
4919 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4920 {
4921         return 0;
4922 }
4923
4924 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4925                         const char *buf, size_t length)
4926 {
4927         int ret = -EINVAL;
4928
4929         if (buf[0] == '1') {
4930                 ret = validate_slab_cache(s);
4931                 if (ret >= 0)
4932                         ret = length;
4933         }
4934         return ret;
4935 }
4936 SLAB_ATTR(validate);
4937
4938 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4939 {
4940         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4941                 return -ENOSYS;
4942         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4943 }
4944 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4945
4946 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4947 {
4948         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4949                 return -ENOSYS;
4950         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4951 }
4952 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4953 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4954
4955 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4956 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4957 {
4958         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4959 }
4960
4961 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4962                                                         size_t length)
4963 {
4964         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4965         if (buf[0] == '1')
4966                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4967         return length;
4968 }
4969 SLAB_ATTR(failslab);
4970 #endif
4971
4972 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4973 {
4974         return 0;
4975 }
4976
4977 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4978                         const char *buf, size_t length)
4979 {
4980         if (buf[0] == '1') {
4981                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4982
4983                 if (rc)
4984                         return rc;
4985         } else
4986                 return -EINVAL;
4987         return length;
4988 }
4989 SLAB_ATTR(shrink);
4990
4991 #ifdef CONFIG_NUMA
4992 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4993 {
4994         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4995 }
4996
4997 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4998                                 const char *buf, size_t length)
4999 {
5000         unsigned long ratio;
5001         int err;
5002
5003         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5004         if (err)
5005                 return err;
5006
5007         if (ratio <= 100)
5008                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5009
5010         return length;
5011 }
5012 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5013 #endif
5014
5015 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5016 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5017 {
5018         unsigned long sum  = 0;
5019         int cpu;
5020         int len;
5021         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5022
5023         if (!data)
5024                 return -ENOMEM;
5025
5026         for_each_online_cpu(cpu) {
5027                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5028
5029                 data[cpu] = x;
5030                 sum += x;
5031         }
5032
5033         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5034
5035 #ifdef CONFIG_SMP
5036         for_each_online_cpu(cpu) {
5037                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5038                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5039         }
5040 #endif
5041         kfree(data);
5042         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5043 }
5044
5045 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5046 {
5047         int cpu;
5048
5049         for_each_online_cpu(cpu)
5050                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5051 }
5052
5053 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5054 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5055 {                                                               \
5056         return show_stat(s, buf, si);                           \
5057 }                                                               \
5058 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5059                                 const char *buf, size_t length) \
5060 {                                                               \
5061         if (buf[0] != '0')                                      \
5062                 return -EINVAL;                                 \
5063         clear_stat(s, si);                                      \
5064         return length;                                          \
5065 }                                                               \
5066 SLAB_ATTR(text);                                                \
5067
5068 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5069 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5070 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5071 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5072 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5073 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5074 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5075 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5076 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5077 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5078 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5079 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5080 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5081 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5082 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5083 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5084 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5085 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5086 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5087 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5088 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5089 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5090 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5091 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5092 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5093 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5094 #endif
5095
5096 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5097         &slab_size_attr.attr,
5098         &object_size_attr.attr,
5099         &objs_per_slab_attr.attr,
5100         &order_attr.attr,
5101         &min_partial_attr.attr,
5102         &cpu_partial_attr.attr,
5103         &objects_attr.attr,
5104         &objects_partial_attr.attr,
5105         &partial_attr.attr,
5106         &cpu_slabs_attr.attr,
5107         &ctor_attr.attr,
5108         &aliases_attr.attr,
5109         &align_attr.attr,
5110         &hwcache_align_attr.attr,
5111         &reclaim_account_attr.attr,
5112         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5113         &shrink_attr.attr,
5114         &reserved_attr.attr,
5115         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5117         &total_objects_attr.attr,
5118         &slabs_attr.attr,
5119         &sanity_checks_attr.attr,
5120         &trace_attr.attr,
5121         &red_zone_attr.attr,
5122         &poison_attr.attr,
5123         &store_user_attr.attr,
5124         &validate_attr.attr,
5125         &alloc_calls_attr.attr,
5126         &free_calls_attr.attr,
5127 #endif
5128 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5129         &cache_dma_attr.attr,
5130 #endif
5131 #ifdef CONFIG_NUMA
5132         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5133 #endif
5134 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5135         &alloc_fastpath_attr.attr,
5136         &alloc_slowpath_attr.attr,
5137         &free_fastpath_attr.attr,
5138         &free_slowpath_attr.attr,
5139         &free_frozen_attr.attr,
5140         &free_add_partial_attr.attr,
5141         &free_remove_partial_attr.attr,
5142         &alloc_from_partial_attr.attr,
5143         &alloc_slab_attr.attr,
5144         &alloc_refill_attr.attr,
5145         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5146         &free_slab_attr.attr,
5147         &cpuslab_flush_attr.attr,
5148         &deactivate_full_attr.attr,
5149         &deactivate_empty_attr.attr,
5150         &deactivate_to_head_attr.attr,
5151         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5152         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5153         &deactivate_bypass_attr.attr,
5154         &order_fallback_attr.attr,
5155         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5156         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5157         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5158         &cpu_partial_free_attr.attr,
5159         &cpu_partial_node_attr.attr,
5160         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5161 #endif
5162 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5163         &failslab_attr.attr,
5164 #endif
5165
5166         NULL
5167 };
5168
5169 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5170         .attrs = slab_attrs,
5171 };
5172
5173 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5174                                 struct attribute *attr,
5175                                 char *buf)
5176 {
5177         struct slab_attribute *attribute;
5178         struct kmem_cache *s;
5179         int err;
5180
5181         attribute = to_slab_attr(attr);
5182         s = to_slab(kobj);
5183
5184         if (!attribute->show)
5185                 return -EIO;
5186
5187         err = attribute->show(s, buf);
5188
5189         return err;
5190 }
5191
5192 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5193                                 struct attribute *attr,
5194                                 const char *buf, size_t len)
5195 {
5196         struct slab_attribute *attribute;
5197         struct kmem_cache *s;
5198         int err;
5199
5200         attribute = to_slab_attr(attr);
5201         s = to_slab(kobj);
5202
5203         if (!attribute->store)
5204                 return -EIO;
5205
5206         err = attribute->store(s, buf, len);
5207
5208         return err;
5209 }
5210
5211 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5212 {
5213         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5214
5215         kfree(s->name);
5216         kfree(s);
5217 }
5218
5219 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5220         .show = slab_attr_show,
5221         .store = slab_attr_store,
5222 };
5223
5224 static struct kobj_type slab_ktype = {
5225         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5226         .release = kmem_cache_release
5227 };
5228
5229 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5230 {
5231         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5232
5233         if (ktype == &slab_ktype)
5234                 return 1;
5235         return 0;
5236 }
5237
5238 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5239         .filter = uevent_filter,
5240 };
5241
5242 static struct kset *slab_kset;
5243
5244 #define ID_STR_LENGTH 64
5245
5246 /* Create a unique string id for a slab cache:
5247  *
5248  * Format       :[flags-]size
5249  */
5250 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5251 {
5252         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5253         char *p = name;
5254
5255         BUG_ON(!name);
5256
5257         *p++ = ':';
5258         /*
5259          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5260          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5261          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5262          * are matched during merging to guarantee that the id is
5263          * unique.
5264          */
5265         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5266                 *p++ = 'd';
5267         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5268                 *p++ = 'a';
5269         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5270                 *p++ = 'F';
5271         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5272                 *p++ = 't';
5273         if (p != name + 1)
5274                 *p++ = '-';
5275         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5276         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5277         return name;
5278 }
5279
5280 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5281 {
5282         int err;
5283         const char *name;
5284         int unmergeable;
5285
5286         if (slab_state < SYSFS)
5287                 /* Defer until later */
5288                 return 0;
5289
5290         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5291         if (unmergeable) {
5292                 /*
5293                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5294                  * This is typically the case for debug situations. In that
5295                  * case we can catch duplicate names easily.
5296                  */
5297                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5298                 name = s->name;
5299         } else {
5300                 /*
5301                  * Create a unique name for the slab as a target
5302                  * for the symlinks.
5303                  */
5304                 name = create_unique_id(s);
5305         }
5306
5307         s->kobj.kset = slab_kset;
5308         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5309         if (err) {
5310                 kobject_put(&s->kobj);
5311                 return err;
5312         }
5313
5314         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5315         if (err) {
5316                 kobject_del(&s->kobj);
5317                 kobject_put(&s->kobj);
5318                 return err;
5319         }
5320         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5321         if (!unmergeable) {
5322                 /* Setup first alias */
5323                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5324                 kfree(name);
5325         }
5326         return 0;
5327 }
5328
5329 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5330 {
5331         if (slab_state < SYSFS)
5332                 /*
5333                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5334                  * cache from sysfs.
5335                  */
5336                 return;
5337
5338         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5339         kobject_del(&s->kobj);
5340         kobject_put(&s->kobj);
5341 }
5342
5343 /*
5344  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5345  * available lest we lose that information.
5346  */
5347 struct saved_alias {
5348         struct kmem_cache *s;
5349         const char *name;
5350         struct saved_alias *next;
5351 };
5352
5353 static struct saved_alias *alias_list;
5354
5355 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5356 {
5357         struct saved_alias *al;
5358
5359         if (slab_state == SYSFS) {
5360                 /*
5361                  * If we have a leftover link then remove it.
5362                  */
5363                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5364                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5365         }
5366
5367         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5368         if (!al)
5369                 return -ENOMEM;
5370
5371         al->s = s;
5372         al->name = name;
5373         al->next = alias_list;
5374         alias_list = al;
5375         return 0;
5376 }
5377
5378 static int __init slab_sysfs_init(void)
5379 {
5380         struct kmem_cache *s;
5381         int err;
5382
5383         down_write(&slub_lock);
5384
5385         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5386         if (!slab_kset) {
5387                 up_write(&slub_lock);
5388                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5389                 return -ENOSYS;
5390         }
5391
5392         slab_state = SYSFS;
5393
5394         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5395                 err = sysfs_slab_add(s);
5396                 if (err)
5397                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5398                                                 " to sysfs\n", s->name);
5399         }
5400
5401         while (alias_list) {
5402                 struct saved_alias *al = alias_list;
5403
5404                 alias_list = alias_list->next;
5405                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5406                 if (err)
5407                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5408                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5409                 kfree(al);
5410         }
5411
5412         up_write(&slub_lock);
5413         resiliency_test();
5414         return 0;
5415 }
5416
5417 __initcall(slab_sysfs_init);
5418 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5419
5420 /*
5421  * The /proc/slabinfo ABI
5422  */
5423 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5424 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5425 {
5426         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5427         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5428                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5429         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5430         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5431         seq_putc(m, '\n');
5432 }
5433
5434 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5435 {
5436         loff_t n = *pos;
5437
5438         down_read(&slub_lock);
5439         if (!n)
5440                 print_slabinfo_header(m);
5441
5442         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5443 }
5444
5445 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5446 {
5447         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5448 }
5449
5450 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5451 {
5452         up_read(&slub_lock);
5453 }
5454
5455 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5456 {
5457         unsigned long nr_partials = 0;
5458         unsigned long nr_slabs = 0;
5459         unsigned long nr_inuse = 0;
5460         unsigned long nr_objs = 0;
5461         unsigned long nr_free = 0;
5462         struct kmem_cache *s;
5463         int node;
5464
5465         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5466
5467         for_each_online_node(node) {
5468                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5469
5470                 if (!n)
5471                         continue;
5472
5473                 nr_partials += n->nr_partial;
5474                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5475                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5476                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5477         }
5478
5479         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5480
5481         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5482                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5483                    (1 << oo_order(s->oo)));
5484         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5485         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5486                    0UL);
5487         seq_putc(m, '\n');
5488         return 0;
5489 }
5490
5491 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5492         .start = s_start,
5493         .next = s_next,
5494         .stop = s_stop,
5495         .show = s_show,
5496 };
5497
5498 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5499 {
5500         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5501 }
5502
5503 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5504         .open           = slabinfo_open,
5505         .read           = seq_read,
5506         .llseek         = seq_lseek,
5507         .release        = seq_release,
5508 };
5509
5510 static int __init slab_proc_init(void)
5511 {
5512         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5513         return 0;
5514 }
5515 module_init(slab_proc_init);
5516 #endif /* CONFIG_SLABINFO */