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