slub: Do not use frozen page flag but a bit in the page counters
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has no one operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         void *p;
267
268 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
269         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
270 #else
271         p = get_freepointer(s, object);
272 #endif
273         return p;
274 }
275
276 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
277 {
278         *(void **)(object + s->offset) = fp;
279 }
280
281 /* Loop over all objects in a slab */
282 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
283         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
284                         __p += (__s)->size)
285
286 /* Determine object index from a given position */
287 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
288 {
289         return (p - addr) / s->size;
290 }
291
292 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
293 {
294 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
295         /*
296          * Debugging requires use of the padding between object
297          * and whatever may come after it.
298          */
299         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
300                 return s->objsize;
301
302 #endif
303         /*
304          * If we have the need to store the freelist pointer
305          * back there or track user information then we can
306          * only use the space before that information.
307          */
308         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
309                 return s->inuse;
310         /*
311          * Else we can use all the padding etc for the allocation
312          */
313         return s->size;
314 }
315
316 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
317 {
318         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
319 }
320
321 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
322                 unsigned long size, int reserved)
323 {
324         struct kmem_cache_order_objects x = {
325                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
326         };
327
328         return x;
329 }
330
331 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x >> OO_SHIFT;
334 }
335
336 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
337 {
338         return x.x & OO_MASK;
339 }
340
341 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
342 /*
343  * Determine a map of object in use on a page.
344  *
345  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
346  * not vanish from under us.
347  */
348 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
349 {
350         void *p;
351         void *addr = page_address(page);
352
353         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
354                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
355 }
356
357 /*
358  * Debug settings:
359  */
360 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
361 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
362 #else
363 static int slub_debug;
364 #endif
365
366 static char *slub_debug_slabs;
367 static int disable_higher_order_debug;
368
369 /*
370  * Object debugging
371  */
372 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
373 {
374         int i, offset;
375         int newline = 1;
376         char ascii[17];
377
378         ascii[16] = 0;
379
380         for (i = 0; i < length; i++) {
381                 if (newline) {
382                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
383                         newline = 0;
384                 }
385                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
386                 offset = i % 16;
387                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
388                 if (offset == 15) {
389                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
390                         newline = 1;
391                 }
392         }
393         if (!newline) {
394                 i %= 16;
395                 while (i < 16) {
396                         printk(KERN_CONT "   ");
397                         ascii[i] = ' ';
398                         i++;
399                 }
400                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
401         }
402 }
403
404 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
405         enum track_item alloc)
406 {
407         struct track *p;
408
409         if (s->offset)
410                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
411         else
412                 p = object + s->inuse;
413
414         return p + alloc;
415 }
416
417 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
418                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
419 {
420         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
421
422         if (addr) {
423                 p->addr = addr;
424                 p->cpu = smp_processor_id();
425                 p->pid = current->pid;
426                 p->when = jiffies;
427         } else
428                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
429 }
430
431 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
432 {
433         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
434                 return;
435
436         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
437         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
438 }
439
440 static void print_track(const char *s, struct track *t)
441 {
442         if (!t->addr)
443                 return;
444
445         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
446                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
447 }
448
449 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
450 {
451         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
452                 return;
453
454         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
455         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
456 }
457
458 static void print_page_info(struct page *page)
459 {
460         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
461                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
462
463 }
464
465 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
466 {
467         va_list args;
468         char buf[100];
469
470         va_start(args, fmt);
471         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
472         va_end(args);
473         printk(KERN_ERR "========================================"
474                         "=====================================\n");
475         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
476         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
477                         "-------------------------------------\n\n");
478 }
479
480 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
481 {
482         va_list args;
483         char buf[100];
484
485         va_start(args, fmt);
486         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
487         va_end(args);
488         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
489 }
490
491 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
492 {
493         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
494         u8 *addr = page_address(page);
495
496         print_tracking(s, p);
497
498         print_page_info(page);
499
500         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
501                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
502
503         if (p > addr + 16)
504                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
505
506         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
507
508         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
509                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
510                         s->inuse - s->objsize);
511
512         if (s->offset)
513                 off = s->offset + sizeof(void *);
514         else
515                 off = s->inuse;
516
517         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
518                 off += 2 * sizeof(struct track);
519
520         if (off != s->size)
521                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
522                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
523
524         dump_stack();
525 }
526
527 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
528                         u8 *object, char *reason)
529 {
530         slab_bug(s, "%s", reason);
531         print_trailer(s, page, object);
532 }
533
534 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
535 {
536         va_list args;
537         char buf[100];
538
539         va_start(args, fmt);
540         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
541         va_end(args);
542         slab_bug(s, "%s", buf);
543         print_page_info(page);
544         dump_stack();
545 }
546
547 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
548 {
549         u8 *p = object;
550
551         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
552                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
553                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
554         }
555
556         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
557                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
558 }
559
560 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
561 {
562         while (bytes) {
563                 if (*start != (u8)value)
564                         return start;
565                 start++;
566                 bytes--;
567         }
568         return NULL;
569 }
570
571 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
572                                                 void *from, void *to)
573 {
574         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
575         memset(from, data, to - from);
576 }
577
578 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
579                         u8 *object, char *what,
580                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
581 {
582         u8 *fault;
583         u8 *end;
584
585         fault = check_bytes(start, value, bytes);
586         if (!fault)
587                 return 1;
588
589         end = start + bytes;
590         while (end > fault && end[-1] == value)
591                 end--;
592
593         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
594         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
595                                         fault, end - 1, fault[0], value);
596         print_trailer(s, page, object);
597
598         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
599         return 0;
600 }
601
602 /*
603  * Object layout:
604  *
605  * object address
606  *      Bytes of the object to be managed.
607  *      If the freepointer may overlay the object then the free
608  *      pointer is the first word of the object.
609  *
610  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
611  *      0xa5 (POISON_END)
612  *
613  * object + s->objsize
614  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
615  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
616  *      objsize == inuse.
617  *
618  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
619  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
620  *
621  * object + s->inuse
622  *      Meta data starts here.
623  *
624  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
625  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
626  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
627  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
628  *              before the word boundary.
629  *
630  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
631  *
632  * object + s->size
633  *      Nothing is used beyond s->size.
634  *
635  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
636  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
637  * may be used with merged slabcaches.
638  */
639
640 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
641 {
642         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
643
644         if (s->offset)
645                 /* Freepointer is placed after the object. */
646                 off += sizeof(void *);
647
648         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
649                 /* We also have user information there */
650                 off += 2 * sizeof(struct track);
651
652         if (s->size == off)
653                 return 1;
654
655         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
656                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
657 }
658
659 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
660 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
661 {
662         u8 *start;
663         u8 *fault;
664         u8 *end;
665         int length;
666         int remainder;
667
668         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
669                 return 1;
670
671         start = page_address(page);
672         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
673         end = start + length;
674         remainder = length % s->size;
675         if (!remainder)
676                 return 1;
677
678         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
679         if (!fault)
680                 return 1;
681         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
682                 end--;
683
684         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
685         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
686
687         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
688         return 0;
689 }
690
691 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
692                                         void *object, u8 val)
693 {
694         u8 *p = object;
695         u8 *endobject = object + s->objsize;
696
697         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
698                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
699                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
700                         return 0;
701         } else {
702                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
703                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
704                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
705                 }
706         }
707
708         if (s->flags & SLAB_POISON) {
709                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
710                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
711                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
712                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
713                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
714                         return 0;
715                 /*
716                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
717                  */
718                 check_pad_bytes(s, page, p);
719         }
720
721         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
722                 /*
723                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
724                  * freepointer while object is allocated.
725                  */
726                 return 1;
727
728         /* Check free pointer validity */
729         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
730                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
731                 /*
732                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
733                  * of the free objects in this slab. May cause
734                  * another error because the object count is now wrong.
735                  */
736                 set_freepointer(s, p, NULL);
737                 return 0;
738         }
739         return 1;
740 }
741
742 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
743 {
744         int maxobj;
745
746         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
747
748         if (!PageSlab(page)) {
749                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
750                 return 0;
751         }
752
753         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
754         if (page->objects > maxobj) {
755                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
756                         s->name, page->objects, maxobj);
757                 return 0;
758         }
759         if (page->inuse > page->objects) {
760                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
761                         s->name, page->inuse, page->objects);
762                 return 0;
763         }
764         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
765         slab_pad_check(s, page);
766         return 1;
767 }
768
769 /*
770  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
771  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
772  */
773 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
774 {
775         int nr = 0;
776         void *fp = page->freelist;
777         void *object = NULL;
778         unsigned long max_objects;
779
780         while (fp && nr <= page->objects) {
781                 if (fp == search)
782                         return 1;
783                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
784                         if (object) {
785                                 object_err(s, page, object,
786                                         "Freechain corrupt");
787                                 set_freepointer(s, object, NULL);
788                                 break;
789                         } else {
790                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
791                                 page->freelist = NULL;
792                                 page->inuse = page->objects;
793                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
794                                 return 0;
795                         }
796                         break;
797                 }
798                 object = fp;
799                 fp = get_freepointer(s, object);
800                 nr++;
801         }
802
803         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
804         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
805                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
806
807         if (page->objects != max_objects) {
808                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
809                         "should be %d", page->objects, max_objects);
810                 page->objects = max_objects;
811                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
812         }
813         if (page->inuse != page->objects - nr) {
814                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
815                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
816                 page->inuse = page->objects - nr;
817                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
818         }
819         return search == NULL;
820 }
821
822 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
823                                                                 int alloc)
824 {
825         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
826                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
827                         s->name,
828                         alloc ? "alloc" : "free",
829                         object, page->inuse,
830                         page->freelist);
831
832                 if (!alloc)
833                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
834
835                 dump_stack();
836         }
837 }
838
839 /*
840  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
841  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
842  */
843 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
844 {
845         flags &= gfp_allowed_mask;
846         lockdep_trace_alloc(flags);
847         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
848
849         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
850 }
851
852 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
853 {
854         flags &= gfp_allowed_mask;
855         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
856         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
857 }
858
859 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
860 {
861         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
862
863         /*
864          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
865          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
866          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
867          */
868 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
869         {
870                 unsigned long flags;
871
872                 local_irq_save(flags);
873                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
874                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
875                 local_irq_restore(flags);
876         }
877 #endif
878         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
879                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
880 }
881
882 /*
883  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
884  */
885 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
886 {
887         spin_lock(&n->list_lock);
888         list_add(&page->lru, &n->full);
889         spin_unlock(&n->list_lock);
890 }
891
892 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
893 {
894         struct kmem_cache_node *n;
895
896         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
897                 return;
898
899         n = get_node(s, page_to_nid(page));
900
901         spin_lock(&n->list_lock);
902         list_del(&page->lru);
903         spin_unlock(&n->list_lock);
904 }
905
906 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
907 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
910
911         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
912 }
913
914 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
915 {
916         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
917 }
918
919 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
920 {
921         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
922
923         /*
924          * May be called early in order to allocate a slab for the
925          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
926          * dilemma by deferring the increment of the count during
927          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
928          */
929         if (n) {
930                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
931                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
932         }
933 }
934 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
935 {
936         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
937
938         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
939         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
940 }
941
942 /* Object debug checks for alloc/free paths */
943 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
944                                                                 void *object)
945 {
946         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
947                 return;
948
949         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
950         init_tracking(s, object);
951 }
952
953 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
954                                         void *object, unsigned long addr)
955 {
956         if (!check_slab(s, page))
957                 goto bad;
958
959         if (!on_freelist(s, page, object)) {
960                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
961                 goto bad;
962         }
963
964         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
965                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
966                 goto bad;
967         }
968
969         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
970                 goto bad;
971
972         /* Success perform special debug activities for allocs */
973         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
974                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
975         trace(s, page, object, 1);
976         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
977         return 1;
978
979 bad:
980         if (PageSlab(page)) {
981                 /*
982                  * If this is a slab page then lets do the best we can
983                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
984                  * as used avoids touching the remaining objects.
985                  */
986                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
987                 page->inuse = page->objects;
988                 page->freelist = NULL;
989         }
990         return 0;
991 }
992
993 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
994                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
995 {
996         if (!check_slab(s, page))
997                 goto fail;
998
999         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1000                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1001                 goto fail;
1002         }
1003
1004         if (on_freelist(s, page, object)) {
1005                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1006                 goto fail;
1007         }
1008
1009         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1010                 return 0;
1011
1012         if (unlikely(s != page->slab)) {
1013                 if (!PageSlab(page)) {
1014                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1015                                 "outside of slab", object);
1016                 } else if (!page->slab) {
1017                         printk(KERN_ERR
1018                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1019                                                 object);
1020                         dump_stack();
1021                 } else
1022                         object_err(s, page, object,
1023                                         "page slab pointer corrupt.");
1024                 goto fail;
1025         }
1026
1027         /* Special debug activities for freeing objects */
1028         if (!page->frozen && !page->freelist)
1029                 remove_full(s, page);
1030         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1031                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1032         trace(s, page, object, 0);
1033         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1034         return 1;
1035
1036 fail:
1037         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1042 {
1043         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1044         if (*str++ != '=' || !*str)
1045                 /*
1046                  * No options specified. Switch on full debugging.
1047                  */
1048                 goto out;
1049
1050         if (*str == ',')
1051                 /*
1052                  * No options but restriction on slabs. This means full
1053                  * debugging for slabs matching a pattern.
1054                  */
1055                 goto check_slabs;
1056
1057         if (tolower(*str) == 'o') {
1058                 /*
1059                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1060                  * would increase as a result.
1061                  */
1062                 disable_higher_order_debug = 1;
1063                 goto out;
1064         }
1065
1066         slub_debug = 0;
1067         if (*str == '-')
1068                 /*
1069                  * Switch off all debugging measures.
1070                  */
1071                 goto out;
1072
1073         /*
1074          * Determine which debug features should be switched on
1075          */
1076         for (; *str && *str != ','; str++) {
1077                 switch (tolower(*str)) {
1078                 case 'f':
1079                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1080                         break;
1081                 case 'z':
1082                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1083                         break;
1084                 case 'p':
1085                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1086                         break;
1087                 case 'u':
1088                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1089                         break;
1090                 case 't':
1091                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1092                         break;
1093                 case 'a':
1094                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1095                         break;
1096                 default:
1097                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1098                                 "unknown. skipped\n", *str);
1099                 }
1100         }
1101
1102 check_slabs:
1103         if (*str == ',')
1104                 slub_debug_slabs = str + 1;
1105 out:
1106         return 1;
1107 }
1108
1109 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1110
1111 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1112         unsigned long flags, const char *name,
1113         void (*ctor)(void *))
1114 {
1115         /*
1116          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1117          */
1118         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1119                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1120                 flags |= slub_debug;
1121
1122         return flags;
1123 }
1124 #else
1125 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1126                         struct page *page, void *object) {}
1127
1128 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1129         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1130
1131 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1132         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1133
1134 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1135                         { return 1; }
1136 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1137                         void *object, u8 val) { return 1; }
1138 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1139 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1140         unsigned long flags, const char *name,
1141         void (*ctor)(void *))
1142 {
1143         return flags;
1144 }
1145 #define slub_debug 0
1146
1147 #define disable_higher_order_debug 0
1148
1149 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1150                                                         { return 0; }
1151 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1152                                                         { return 0; }
1153 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1154                                                         int objects) {}
1155 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1156                                                         int objects) {}
1157
1158 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1159                                                         { return 0; }
1160
1161 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1162                 void *object) {}
1163
1164 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1165
1166 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1167
1168 /*
1169  * Slab allocation and freeing
1170  */
1171 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1172                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1173 {
1174         int order = oo_order(oo);
1175
1176         flags |= __GFP_NOTRACK;
1177
1178         if (node == NUMA_NO_NODE)
1179                 return alloc_pages(flags, order);
1180         else
1181                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1182 }
1183
1184 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1185 {
1186         struct page *page;
1187         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1188         gfp_t alloc_gfp;
1189
1190         flags &= gfp_allowed_mask;
1191
1192         if (flags & __GFP_WAIT)
1193                 local_irq_enable();
1194
1195         flags |= s->allocflags;
1196
1197         /*
1198          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1199          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1200          */
1201         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1202
1203         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1204         if (unlikely(!page)) {
1205                 oo = s->min;
1206                 /*
1207                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1208                  * Try a lower order alloc if possible
1209                  */
1210                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1211
1212                 if (page)
1213                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1214         }
1215
1216         if (flags & __GFP_WAIT)
1217                 local_irq_disable();
1218
1219         if (!page)
1220                 return NULL;
1221
1222         if (kmemcheck_enabled
1223                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1224                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1225
1226                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1227
1228                 /*
1229                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1230                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1231                  */
1232                 if (s->ctor)
1233                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1234                 else
1235                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1236         }
1237
1238         page->objects = oo_objects(oo);
1239         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1240                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1241                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1242                 1 << oo_order(oo));
1243
1244         return page;
1245 }
1246
1247 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1248                                 void *object)
1249 {
1250         setup_object_debug(s, page, object);
1251         if (unlikely(s->ctor))
1252                 s->ctor(object);
1253 }
1254
1255 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1256 {
1257         struct page *page;
1258         void *start;
1259         void *last;
1260         void *p;
1261
1262         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1263
1264         page = allocate_slab(s,
1265                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1266         if (!page)
1267                 goto out;
1268
1269         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1270         page->slab = s;
1271         page->flags |= 1 << PG_slab;
1272
1273         start = page_address(page);
1274
1275         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1276                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1277
1278         last = start;
1279         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1280                 setup_object(s, page, last);
1281                 set_freepointer(s, last, p);
1282                 last = p;
1283         }
1284         setup_object(s, page, last);
1285         set_freepointer(s, last, NULL);
1286
1287         page->freelist = start;
1288         page->inuse = 0;
1289 out:
1290         return page;
1291 }
1292
1293 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1294 {
1295         int order = compound_order(page);
1296         int pages = 1 << order;
1297
1298         if (kmem_cache_debug(s)) {
1299                 void *p;
1300
1301                 slab_pad_check(s, page);
1302                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1303                                                 page->objects)
1304                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1305         }
1306
1307         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1308
1309         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1310                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1311                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1312                 -pages);
1313
1314         __ClearPageSlab(page);
1315         reset_page_mapcount(page);
1316         if (current->reclaim_state)
1317                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1318         __free_pages(page, order);
1319 }
1320
1321 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1322         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1323
1324 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1325 {
1326         struct page *page;
1327
1328         if (need_reserve_slab_rcu)
1329                 page = virt_to_head_page(h);
1330         else
1331                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1332
1333         __free_slab(page->slab, page);
1334 }
1335
1336 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1337 {
1338         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1339                 struct rcu_head *head;
1340
1341                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1342                         int order = compound_order(page);
1343                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1344
1345                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1346                         head = page_address(page) + offset;
1347                 } else {
1348                         /*
1349                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1350                          */
1351                         head = (void *)&page->lru;
1352                 }
1353
1354                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1355         } else
1356                 __free_slab(s, page);
1357 }
1358
1359 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1360 {
1361         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1362         free_slab(s, page);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Per slab locking using the pagelock
1367  */
1368 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1369 {
1370         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1371 }
1372
1373 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1374 {
1375         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1376 }
1377
1378 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1379 {
1380         int rc = 1;
1381
1382         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1383         return rc;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Management of partially allocated slabs
1388  */
1389 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1390                                 struct page *page, int tail)
1391 {
1392         spin_lock(&n->list_lock);
1393         n->nr_partial++;
1394         if (tail)
1395                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1396         else
1397                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1398         spin_unlock(&n->list_lock);
1399 }
1400
1401 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1402                                         struct page *page)
1403 {
1404         list_del(&page->lru);
1405         n->nr_partial--;
1406 }
1407
1408 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1409 {
1410         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1411
1412         spin_lock(&n->list_lock);
1413         __remove_partial(n, page);
1414         spin_unlock(&n->list_lock);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * Lock slab and remove from the partial list.
1419  *
1420  * Must hold list_lock.
1421  */
1422 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1423                                                         struct page *page)
1424 {
1425         if (slab_trylock(page)) {
1426                 __remove_partial(n, page);
1427                 page->frozen = 1;
1428                 return 1;
1429         }
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1435  */
1436 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1437 {
1438         struct page *page;
1439
1440         /*
1441          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1442          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1443          * partial slab and there is none available then get_partials()
1444          * will return NULL.
1445          */
1446         if (!n || !n->nr_partial)
1447                 return NULL;
1448
1449         spin_lock(&n->list_lock);
1450         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1451                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1452                         goto out;
1453         page = NULL;
1454 out:
1455         spin_unlock(&n->list_lock);
1456         return page;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1461  */
1462 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1463 {
1464 #ifdef CONFIG_NUMA
1465         struct zonelist *zonelist;
1466         struct zoneref *z;
1467         struct zone *zone;
1468         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1469         struct page *page;
1470
1471         /*
1472          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1473          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1474          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1475          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1476          *
1477          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1478          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1479          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1480          * from other nodes and filled up.
1481          *
1482          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1483          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1484          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1485          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1486          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1487          * with available objects.
1488          */
1489         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1490                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1491                 return NULL;
1492
1493         get_mems_allowed();
1494         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1495         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1496                 struct kmem_cache_node *n;
1497
1498                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1499
1500                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1501                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1502                         page = get_partial_node(n);
1503                         if (page) {
1504                                 put_mems_allowed();
1505                                 return page;
1506                         }
1507                 }
1508         }
1509         put_mems_allowed();
1510 #endif
1511         return NULL;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Get a partial page, lock it and return it.
1516  */
1517 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1518 {
1519         struct page *page;
1520         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1521
1522         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1523         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1524                 return page;
1525
1526         return get_any_partial(s, flags);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Move a page back to the lists.
1531  *
1532  * Must be called with the slab lock held.
1533  *
1534  * On exit the slab lock will have been dropped.
1535  */
1536 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1537         __releases(bitlock)
1538 {
1539         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1540
1541         page->frozen = 0;
1542         if (page->inuse) {
1543
1544                 if (page->freelist) {
1545                         add_partial(n, page, tail);
1546                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1547                 } else {
1548                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1549                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1550                                 add_full(n, page);
1551                 }
1552                 slab_unlock(page);
1553         } else {
1554                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1555                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1556                         /*
1557                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1558                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1559                          * to come after the other slabs with objects in
1560                          * so that the others get filled first. That way the
1561                          * size of the partial list stays small.
1562                          *
1563                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1564                          * the partial list.
1565                          */
1566                         add_partial(n, page, 1);
1567                         slab_unlock(page);
1568                 } else {
1569                         slab_unlock(page);
1570                         stat(s, FREE_SLAB);
1571                         discard_slab(s, page);
1572                 }
1573         }
1574 }
1575
1576 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1577 /*
1578  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1579  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1580  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1581  */
1582 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1583 #else
1584 /*
1585  * No preemption supported therefore also no need to check for
1586  * different cpus.
1587  */
1588 #define TID_STEP 1
1589 #endif
1590
1591 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1592 {
1593         return tid + TID_STEP;
1594 }
1595
1596 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1597 {
1598         return tid % TID_STEP;
1599 }
1600
1601 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1602 {
1603         return tid / TID_STEP;
1604 }
1605
1606 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1607 {
1608         return cpu;
1609 }
1610
1611 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1612                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1613 {
1614 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1615         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1616
1617         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1618
1619 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1620         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1621                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1622                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1623         else
1624 #endif
1625         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1626                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1627                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1628         else
1629                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1630                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1631 #endif
1632         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1633 }
1634
1635 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1636 {
1637         int cpu;
1638
1639         for_each_possible_cpu(cpu)
1640                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1641 }
1642 /*
1643  * Remove the cpu slab
1644  */
1645 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1646         __releases(bitlock)
1647 {
1648         struct page *page = c->page;
1649         int tail = 1;
1650
1651         if (page->freelist)
1652                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1653         /*
1654          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1655          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1656          * to occur.
1657          */
1658         while (unlikely(c->freelist)) {
1659                 void **object;
1660
1661                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1662
1663                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1664                 object = c->freelist;
1665                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1666
1667                 /* And put onto the regular freelist */
1668                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1669                 page->freelist = object;
1670                 page->inuse--;
1671         }
1672         c->page = NULL;
1673         c->tid = next_tid(c->tid);
1674         unfreeze_slab(s, page, tail);
1675 }
1676
1677 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1678 {
1679         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1680         slab_lock(c->page);
1681         deactivate_slab(s, c);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Flush cpu slab.
1686  *
1687  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1688  */
1689 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1690 {
1691         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1692
1693         if (likely(c && c->page))
1694                 flush_slab(s, c);
1695 }
1696
1697 static void flush_cpu_slab(void *d)
1698 {
1699         struct kmem_cache *s = d;
1700
1701         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1702 }
1703
1704 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1705 {
1706         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1711  * locality expectations.
1712  */
1713 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1714 {
1715 #ifdef CONFIG_NUMA
1716         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1717                 return 0;
1718 #endif
1719         return 1;
1720 }
1721
1722 static int count_free(struct page *page)
1723 {
1724         return page->objects - page->inuse;
1725 }
1726
1727 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1728                                         int (*get_count)(struct page *))
1729 {
1730         unsigned long flags;
1731         unsigned long x = 0;
1732         struct page *page;
1733
1734         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1735         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1736                 x += get_count(page);
1737         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1738         return x;
1739 }
1740
1741 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1742 {
1743 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1744         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1745 #else
1746         return 0;
1747 #endif
1748 }
1749
1750 static noinline void
1751 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1752 {
1753         int node;
1754
1755         printk(KERN_WARNING
1756                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1757                 nid, gfpflags);
1758         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1759                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1760                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1761
1762         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1763                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1764                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1765
1766         for_each_online_node(node) {
1767                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1768                 unsigned long nr_slabs;
1769                 unsigned long nr_objs;
1770                 unsigned long nr_free;
1771
1772                 if (!n)
1773                         continue;
1774
1775                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1776                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1777                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1778
1779                 printk(KERN_WARNING
1780                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1781                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1782         }
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1787  * debugging duties.
1788  *
1789  * Interrupts are disabled.
1790  *
1791  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1792  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1793  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1794  *
1795  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1796  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1797  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1798  *
1799  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1800  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1801  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1802  */
1803 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1804                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1805 {
1806         void **object;
1807         struct page *page;
1808         unsigned long flags;
1809
1810         local_irq_save(flags);
1811 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1812         /*
1813          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1814          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1815          * pointer.
1816          */
1817         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1818 #endif
1819
1820         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1821         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1822
1823         page = c->page;
1824         if (!page)
1825                 goto new_slab;
1826
1827         slab_lock(page);
1828         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1829                 goto another_slab;
1830
1831         stat(s, ALLOC_REFILL);
1832
1833 load_freelist:
1834         object = page->freelist;
1835         if (unlikely(!object))
1836                 goto another_slab;
1837         if (kmem_cache_debug(s))
1838                 goto debug;
1839
1840         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1841         page->inuse = page->objects;
1842         page->freelist = NULL;
1843
1844         slab_unlock(page);
1845         c->tid = next_tid(c->tid);
1846         local_irq_restore(flags);
1847         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1848         return object;
1849
1850 another_slab:
1851         deactivate_slab(s, c);
1852
1853 new_slab:
1854         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1855         if (page) {
1856                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1857                 c->node = page_to_nid(page);
1858                 c->page = page;
1859                 goto load_freelist;
1860         }
1861
1862         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1863
1864         if (page) {
1865                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1866                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1867                 if (c->page)
1868                         flush_slab(s, c);
1869
1870                 slab_lock(page);
1871                 page->frozen = 1;
1872                 c->node = page_to_nid(page);
1873                 c->page = page;
1874                 goto load_freelist;
1875         }
1876         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1877                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1878         local_irq_restore(flags);
1879         return NULL;
1880 debug:
1881         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1882                 goto another_slab;
1883
1884         page->inuse++;
1885         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1886         deactivate_slab(s, c);
1887         c->page = NULL;
1888         c->node = NUMA_NO_NODE;
1889         local_irq_restore(flags);
1890         return object;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1895  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1896  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1897  *
1898  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1899  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1900  *
1901  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1902  */
1903 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1904                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1905 {
1906         void **object;
1907         struct kmem_cache_cpu *c;
1908         unsigned long tid;
1909
1910         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1911                 return NULL;
1912
1913 redo:
1914
1915         /*
1916          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1917          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1918          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1919          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1920          */
1921         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1922
1923         /*
1924          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1925          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1926          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1927          * linked list in between.
1928          */
1929         tid = c->tid;
1930         barrier();
1931
1932         object = c->freelist;
1933         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1934
1935                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1936
1937         else {
1938                 /*
1939                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
1940                  * operation and if we are on the right processor.
1941                  *
1942                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1943                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1944                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1945                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1946                  *
1947                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1948                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1949                  */
1950                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
1951                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1952                                 object, tid,
1953                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
1954
1955                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1956                         goto redo;
1957                 }
1958                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1959         }
1960
1961         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1962                 memset(object, 0, s->objsize);
1963
1964         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1965
1966         return object;
1967 }
1968
1969 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1970 {
1971         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1972
1973         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1974
1975         return ret;
1976 }
1977 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1978
1979 #ifdef CONFIG_TRACING
1980 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1981 {
1982         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1983         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1984         return ret;
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1987
1988 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1989 {
1990         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1991         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1992         return ret;
1993 }
1994 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1995 #endif
1996
1997 #ifdef CONFIG_NUMA
1998 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1999 {
2000         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2001
2002         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2003                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2004
2005         return ret;
2006 }
2007 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2008
2009 #ifdef CONFIG_TRACING
2010 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2011                                     gfp_t gfpflags,
2012                                     int node, size_t size)
2013 {
2014         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2015
2016         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2017                            size, s->size, gfpflags, node);
2018         return ret;
2019 }
2020 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2021 #endif
2022 #endif
2023
2024 /*
2025  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2026  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2027  *
2028  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2029  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2030  * handling required then we can return immediately.
2031  */
2032 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2033                         void *x, unsigned long addr)
2034 {
2035         void *prior;
2036         void **object = (void *)x;
2037         unsigned long flags;
2038
2039         local_irq_save(flags);
2040         slab_lock(page);
2041         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2042
2043         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2044                 goto out_unlock;
2045
2046         prior = page->freelist;
2047         set_freepointer(s, object, prior);
2048         page->freelist = object;
2049         page->inuse--;
2050
2051         if (unlikely(page->frozen)) {
2052                 stat(s, FREE_FROZEN);
2053                 goto out_unlock;
2054         }
2055
2056         if (unlikely(!page->inuse))
2057                 goto slab_empty;
2058
2059         /*
2060          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2061          * then add it.
2062          */
2063         if (unlikely(!prior)) {
2064                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2065                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2066         }
2067
2068 out_unlock:
2069         slab_unlock(page);
2070         local_irq_restore(flags);
2071         return;
2072
2073 slab_empty:
2074         if (prior) {
2075                 /*
2076                  * Slab still on the partial list.
2077                  */
2078                 remove_partial(s, page);
2079                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2080         }
2081         slab_unlock(page);
2082         local_irq_restore(flags);
2083         stat(s, FREE_SLAB);
2084         discard_slab(s, page);
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2089  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2090  *
2091  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2092  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2093  * the item before.
2094  *
2095  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2096  * with all sorts of special processing.
2097  */
2098 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2099                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2100 {
2101         void **object = (void *)x;
2102         struct kmem_cache_cpu *c;
2103         unsigned long tid;
2104
2105         slab_free_hook(s, x);
2106
2107 redo:
2108
2109         /*
2110          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2111          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2112          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2113          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2114          */
2115         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2116
2117         tid = c->tid;
2118         barrier();
2119
2120         if (likely(page == c->page)) {
2121                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2122
2123                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2124                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2125                                 c->freelist, tid,
2126                                 object, next_tid(tid)))) {
2127
2128                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2129                         goto redo;
2130                 }
2131                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2132         } else
2133                 __slab_free(s, page, x, addr);
2134
2135 }
2136
2137 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2138 {
2139         struct page *page;
2140
2141         page = virt_to_head_page(x);
2142
2143         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2144
2145         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2146 }
2147 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2148
2149 /*
2150  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2151  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2152  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2153  * another.
2154  *
2155  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2156  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2157  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2158  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2159  * locking overhead.
2160  */
2161
2162 /*
2163  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2164  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2165  * and increases the number of allocations possible without having to
2166  * take the list_lock.
2167  */
2168 static int slub_min_order;
2169 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2170 static int slub_min_objects;
2171
2172 /*
2173  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2174  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2175  */
2176 static int slub_nomerge;
2177
2178 /*
2179  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2180  *
2181  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2182  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2183  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2184  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2185  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2186  * would be wasted.
2187  *
2188  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2189  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2190  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2191  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2192  *
2193  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2194  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2195  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2196  * of space in favor of a small page order.
2197  *
2198  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2199  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2200  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2201  * the smallest order which will fit the object.
2202  */
2203 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2204                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2205 {
2206         int order;
2207         int rem;
2208         int min_order = slub_min_order;
2209
2210         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2211                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2212
2213         for (order = max(min_order,
2214                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2215                         order <= max_order; order++) {
2216
2217                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2218
2219                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2220                         continue;
2221
2222                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2223
2224                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2225                         break;
2226
2227         }
2228
2229         return order;
2230 }
2231
2232 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2233 {
2234         int order;
2235         int min_objects;
2236         int fraction;
2237         int max_objects;
2238
2239         /*
2240          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2241          * works by first attempting to generate a layout with
2242          * the best configuration and backing off gradually.
2243          *
2244          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2245          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2246          */
2247         min_objects = slub_min_objects;
2248         if (!min_objects)
2249                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2250         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2251         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2252
2253         while (min_objects > 1) {
2254                 fraction = 16;
2255                 while (fraction >= 4) {
2256                         order = slab_order(size, min_objects,
2257                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2258                         if (order <= slub_max_order)
2259                                 return order;
2260                         fraction /= 2;
2261                 }
2262                 min_objects--;
2263         }
2264
2265         /*
2266          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2267          * lets see if we can place a single object there.
2268          */
2269         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2270         if (order <= slub_max_order)
2271                 return order;
2272
2273         /*
2274          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2275          */
2276         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2277         if (order < MAX_ORDER)
2278                 return order;
2279         return -ENOSYS;
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2284  */
2285 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2286                 unsigned long align, unsigned long size)
2287 {
2288         /*
2289          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2290          * suggestion if the object is sufficiently large.
2291          *
2292          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2293          * alignment though. If that is greater then use it.
2294          */
2295         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2296                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2297                 while (size <= ralign / 2)
2298                         ralign /= 2;
2299                 align = max(align, ralign);
2300         }
2301
2302         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2303                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2304
2305         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2306 }
2307
2308 static void
2309 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2310 {
2311         n->nr_partial = 0;
2312         spin_lock_init(&n->list_lock);
2313         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2314 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2315         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2316         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2317         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2318 #endif
2319 }
2320
2321 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2322 {
2323         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2324                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2325
2326         /*
2327          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2328          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2329          */
2330         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2331                                      2 * sizeof(void *));
2332
2333         if (!s->cpu_slab)
2334                 return 0;
2335
2336         init_kmem_cache_cpus(s);
2337
2338         return 1;
2339 }
2340
2341 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2342
2343 /*
2344  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2345  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2346  * possible.
2347  *
2348  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2349  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2350  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2351  */
2352 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2353 {
2354         struct page *page;
2355         struct kmem_cache_node *n;
2356         unsigned long flags;
2357
2358         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2359
2360         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2361
2362         BUG_ON(!page);
2363         if (page_to_nid(page) != node) {
2364                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2365                                 "node %d\n", node);
2366                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2367                                 "in order to be able to continue\n");
2368         }
2369
2370         n = page->freelist;
2371         BUG_ON(!n);
2372         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2373         page->inuse++;
2374         kmem_cache_node->node[node] = n;
2375 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2376         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2377         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2378 #endif
2379         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2380         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2381
2382         /*
2383          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2384          * so even though there cannot be a race this early in
2385          * the boot sequence, we still disable irqs.
2386          */
2387         local_irq_save(flags);
2388         add_partial(n, page, 0);
2389         local_irq_restore(flags);
2390 }
2391
2392 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2393 {
2394         int node;
2395
2396         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2397                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2398
2399                 if (n)
2400                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2401
2402                 s->node[node] = NULL;
2403         }
2404 }
2405
2406 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2407 {
2408         int node;
2409
2410         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2411                 struct kmem_cache_node *n;
2412
2413                 if (slab_state == DOWN) {
2414                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2415                         continue;
2416                 }
2417                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2418                                                 GFP_KERNEL, node);
2419
2420                 if (!n) {
2421                         free_kmem_cache_nodes(s);
2422                         return 0;
2423                 }
2424
2425                 s->node[node] = n;
2426                 init_kmem_cache_node(n, s);
2427         }
2428         return 1;
2429 }
2430
2431 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2432 {
2433         if (min < MIN_PARTIAL)
2434                 min = MIN_PARTIAL;
2435         else if (min > MAX_PARTIAL)
2436                 min = MAX_PARTIAL;
2437         s->min_partial = min;
2438 }
2439
2440 /*
2441  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2442  * a slab object.
2443  */
2444 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2445 {
2446         unsigned long flags = s->flags;
2447         unsigned long size = s->objsize;
2448         unsigned long align = s->align;
2449         int order;
2450
2451         /*
2452          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2453          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2454          * the possible location of the free pointer.
2455          */
2456         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2457
2458 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2459         /*
2460          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2461          * the slab may touch the object after free or before allocation
2462          * then we should never poison the object itself.
2463          */
2464         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2465                         !s->ctor)
2466                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2467         else
2468                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2469
2470
2471         /*
2472          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2473          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2474          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2475          */
2476         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2477                 size += sizeof(void *);
2478 #endif
2479
2480         /*
2481          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2482          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2483          */
2484         s->inuse = size;
2485
2486         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2487                 s->ctor)) {
2488                 /*
2489                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2490                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2491                  * kmem_cache_free.
2492                  *
2493                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2494                  * destructor or are poisoning the objects.
2495                  */
2496                 s->offset = size;
2497                 size += sizeof(void *);
2498         }
2499
2500 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2501         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2502                 /*
2503                  * Need to store information about allocs and frees after
2504                  * the object.
2505                  */
2506                 size += 2 * sizeof(struct track);
2507
2508         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2509                 /*
2510                  * Add some empty padding so that we can catch
2511                  * overwrites from earlier objects rather than let
2512                  * tracking information or the free pointer be
2513                  * corrupted if a user writes before the start
2514                  * of the object.
2515                  */
2516                 size += sizeof(void *);
2517 #endif
2518
2519         /*
2520          * Determine the alignment based on various parameters that the
2521          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2522          * on bootup.
2523          */
2524         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2525         s->align = align;
2526
2527         /*
2528          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2529          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2530          * each object to conform to the alignment.
2531          */
2532         size = ALIGN(size, align);
2533         s->size = size;
2534         if (forced_order >= 0)
2535                 order = forced_order;
2536         else
2537                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2538
2539         if (order < 0)
2540                 return 0;
2541
2542         s->allocflags = 0;
2543         if (order)
2544                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2545
2546         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2547                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2548
2549         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2550                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2551
2552         /*
2553          * Determine the number of objects per slab
2554          */
2555         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2556         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2557         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2558                 s->max = s->oo;
2559
2560         return !!oo_objects(s->oo);
2561
2562 }
2563
2564 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2565                 const char *name, size_t size,
2566                 size_t align, unsigned long flags,
2567                 void (*ctor)(void *))
2568 {
2569         memset(s, 0, kmem_size);
2570         s->name = name;
2571         s->ctor = ctor;
2572         s->objsize = size;
2573         s->align = align;
2574         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2575         s->reserved = 0;
2576
2577         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2578                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2579
2580         if (!calculate_sizes(s, -1))
2581                 goto error;
2582         if (disable_higher_order_debug) {
2583                 /*
2584                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2585                  * order increased.
2586                  */
2587                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2588                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2589                         s->offset = 0;
2590                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2591                                 goto error;
2592                 }
2593         }
2594
2595         /*
2596          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2597          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2598          */
2599         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2600         s->refcount = 1;
2601 #ifdef CONFIG_NUMA
2602         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2603 #endif
2604         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2605                 goto error;
2606
2607         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2608                 return 1;
2609
2610         free_kmem_cache_nodes(s);
2611 error:
2612         if (flags & SLAB_PANIC)
2613                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2614                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2615                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2616                         s->offset, flags);
2617         return 0;
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Determine the size of a slab object
2622  */
2623 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2624 {
2625         return s->objsize;
2626 }
2627 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2628
2629 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2630                                                         const char *text)
2631 {
2632 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2633         void *addr = page_address(page);
2634         void *p;
2635         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2636                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2637         if (!map)
2638                 return;
2639         slab_err(s, page, "%s", text);
2640         slab_lock(page);
2641
2642         get_map(s, page, map);
2643         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2644
2645                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2646                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2647                                                         p, p - addr);
2648                         print_tracking(s, p);
2649                 }
2650         }
2651         slab_unlock(page);
2652         kfree(map);
2653 #endif
2654 }
2655
2656 /*
2657  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2658  */
2659 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2660 {
2661         unsigned long flags;
2662         struct page *page, *h;
2663
2664         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2665         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2666                 if (!page->inuse) {
2667                         __remove_partial(n, page);
2668                         discard_slab(s, page);
2669                 } else {
2670                         list_slab_objects(s, page,
2671                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2672                 }
2673         }
2674         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Release all resources used by a slab cache.
2679  */
2680 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2681 {
2682         int node;
2683
2684         flush_all(s);
2685         free_percpu(s->cpu_slab);
2686         /* Attempt to free all objects */
2687         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2688                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2689
2690                 free_partial(s, n);
2691                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2692                         return 1;
2693         }
2694         free_kmem_cache_nodes(s);
2695         return 0;
2696 }
2697
2698 /*
2699  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2700  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2701  */
2702 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2703 {
2704         down_write(&slub_lock);
2705         s->refcount--;
2706         if (!s->refcount) {
2707                 list_del(&s->list);
2708                 if (kmem_cache_close(s)) {
2709                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2710                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2711                         dump_stack();
2712                 }
2713                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2714                         rcu_barrier();
2715                 sysfs_slab_remove(s);
2716         }
2717         up_write(&slub_lock);
2718 }
2719 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2720
2721 /********************************************************************
2722  *              Kmalloc subsystem
2723  *******************************************************************/
2724
2725 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2726 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2727
2728 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2729
2730 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2731 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2732 #endif
2733
2734 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2735 {
2736         get_option(&str, &slub_min_order);
2737
2738         return 1;
2739 }
2740
2741 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2742
2743 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2744 {
2745         get_option(&str, &slub_max_order);
2746         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2747
2748         return 1;
2749 }
2750
2751 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2752
2753 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2754 {
2755         get_option(&str, &slub_min_objects);
2756
2757         return 1;
2758 }
2759
2760 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2761
2762 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2763 {
2764         slub_nomerge = 1;
2765         return 1;
2766 }
2767
2768 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2769
2770 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2771                                                 int size, unsigned int flags)
2772 {
2773         struct kmem_cache *s;
2774
2775         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2776
2777         /*
2778          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2779          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2780          */
2781         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2782                                                                 flags, NULL))
2783                 goto panic;
2784
2785         list_add(&s->list, &slab_caches);
2786         return s;
2787
2788 panic:
2789         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2790         return NULL;
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2795  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2796  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2797  * fls.
2798  */
2799 static s8 size_index[24] = {
2800         3,      /* 8 */
2801         4,      /* 16 */
2802         5,      /* 24 */
2803         5,      /* 32 */
2804         6,      /* 40 */
2805         6,      /* 48 */
2806         6,      /* 56 */
2807         6,      /* 64 */
2808         1,      /* 72 */
2809         1,      /* 80 */
2810         1,      /* 88 */
2811         1,      /* 96 */
2812         7,      /* 104 */
2813         7,      /* 112 */
2814         7,      /* 120 */
2815         7,      /* 128 */
2816         2,      /* 136 */
2817         2,      /* 144 */
2818         2,      /* 152 */
2819         2,      /* 160 */
2820         2,      /* 168 */
2821         2,      /* 176 */
2822         2,      /* 184 */
2823         2       /* 192 */
2824 };
2825
2826 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2827 {
2828         return (bytes - 1) / 8;
2829 }
2830
2831 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2832 {
2833         int index;
2834
2835         if (size <= 192) {
2836                 if (!size)
2837                         return ZERO_SIZE_PTR;
2838
2839                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2840         } else
2841                 index = fls(size - 1);
2842
2843 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2844         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2845                 return kmalloc_dma_caches[index];
2846
2847 #endif
2848         return kmalloc_caches[index];
2849 }
2850
2851 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2852 {
2853         struct kmem_cache *s;
2854         void *ret;
2855
2856         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2857                 return kmalloc_large(size, flags);
2858
2859         s = get_slab(size, flags);
2860
2861         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2862                 return s;
2863
2864         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2865
2866         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2867
2868         return ret;
2869 }
2870 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2871
2872 #ifdef CONFIG_NUMA
2873 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2874 {
2875         struct page *page;
2876         void *ptr = NULL;
2877
2878         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2879         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2880         if (page)
2881                 ptr = page_address(page);
2882
2883         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2884         return ptr;
2885 }
2886
2887 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2888 {
2889         struct kmem_cache *s;
2890         void *ret;
2891
2892         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2893                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2894
2895                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2896                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2897                                    flags, node);
2898
2899                 return ret;
2900         }
2901
2902         s = get_slab(size, flags);
2903
2904         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2905                 return s;
2906
2907         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2908
2909         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2910
2911         return ret;
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2914 #endif
2915
2916 size_t ksize(const void *object)
2917 {
2918         struct page *page;
2919
2920         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2921                 return 0;
2922
2923         page = virt_to_head_page(object);
2924
2925         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2926                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2927                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2928         }
2929
2930         return slab_ksize(page->slab);
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2933
2934 void kfree(const void *x)
2935 {
2936         struct page *page;
2937         void *object = (void *)x;
2938
2939         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2940
2941         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2942                 return;
2943
2944         page = virt_to_head_page(x);
2945         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2946                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2947                 kmemleak_free(x);
2948                 put_page(page);
2949                 return;
2950         }
2951         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2954
2955 /*
2956  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2957  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2958  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2959  * and thus they can be removed from the partial lists.
2960  *
2961  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2962  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2963  * are freed in them.
2964  */
2965 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2966 {
2967         int node;
2968         int i;
2969         struct kmem_cache_node *n;
2970         struct page *page;
2971         struct page *t;
2972         int objects = oo_objects(s->max);
2973         struct list_head *slabs_by_inuse =
2974                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2975         unsigned long flags;
2976
2977         if (!slabs_by_inuse)
2978                 return -ENOMEM;
2979
2980         flush_all(s);
2981         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2982                 n = get_node(s, node);
2983
2984                 if (!n->nr_partial)
2985                         continue;
2986
2987                 for (i = 0; i < objects; i++)
2988                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2989
2990                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2991
2992                 /*
2993                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2994                  *
2995                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2996                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2997                  */
2998                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2999                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3000                                 /*
3001                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3002                                  * may have freed the last object and be
3003                                  * waiting to release the slab.
3004                                  */
3005                                 __remove_partial(n, page);
3006                                 slab_unlock(page);
3007                                 discard_slab(s, page);
3008                         } else {
3009                                 list_move(&page->lru,
3010                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3011                         }
3012                 }
3013
3014                 /*
3015                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3016                  * first and the least used slabs at the end.
3017                  */
3018                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3019                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3020
3021                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3022         }
3023
3024         kfree(slabs_by_inuse);
3025         return 0;
3026 }
3027 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3028
3029 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3030 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3031 {
3032         struct kmem_cache *s;
3033
3034         down_read(&slub_lock);
3035         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3036                 kmem_cache_shrink(s);
3037         up_read(&slub_lock);
3038
3039         return 0;
3040 }
3041
3042 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3043 {
3044         struct kmem_cache_node *n;
3045         struct kmem_cache *s;
3046         struct memory_notify *marg = arg;
3047         int offline_node;
3048
3049         offline_node = marg->status_change_nid;
3050
3051         /*
3052          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3053          * for it yet.
3054          */
3055         if (offline_node < 0)
3056                 return;
3057
3058         down_read(&slub_lock);
3059         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3060                 n = get_node(s, offline_node);
3061                 if (n) {
3062                         /*
3063                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3064                          * that is going down. We were unable to free them,
3065                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3066                          * callback. So, we must fail.
3067                          */
3068                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3069
3070                         s->node[offline_node] = NULL;
3071                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3072                 }
3073         }
3074         up_read(&slub_lock);
3075 }
3076
3077 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3078 {
3079         struct kmem_cache_node *n;
3080         struct kmem_cache *s;
3081         struct memory_notify *marg = arg;
3082         int nid = marg->status_change_nid;
3083         int ret = 0;
3084
3085         /*
3086          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3087          * already created. Nothing to do.
3088          */
3089         if (nid < 0)
3090                 return 0;
3091
3092         /*
3093          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3094          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3095          * online.
3096          */
3097         down_read(&slub_lock);
3098         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3099                 /*
3100                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3101                  *      since memory is not yet available from the node that
3102                  *      is brought up.
3103                  */
3104                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3105                 if (!n) {
3106                         ret = -ENOMEM;
3107                         goto out;
3108                 }
3109                 init_kmem_cache_node(n, s);
3110                 s->node[nid] = n;
3111         }
3112 out:
3113         up_read(&slub_lock);
3114         return ret;
3115 }
3116
3117 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3118                                 unsigned long action, void *arg)
3119 {
3120         int ret = 0;
3121
3122         switch (action) {
3123         case MEM_GOING_ONLINE:
3124                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3125                 break;
3126         case MEM_GOING_OFFLINE:
3127                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3128                 break;
3129         case MEM_OFFLINE:
3130         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3131                 slab_mem_offline_callback(arg);
3132                 break;
3133         case MEM_ONLINE:
3134         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3135                 break;
3136         }
3137         if (ret)
3138                 ret = notifier_from_errno(ret);
3139         else
3140                 ret = NOTIFY_OK;
3141         return ret;
3142 }
3143
3144 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3145
3146 /********************************************************************
3147  *                      Basic setup of slabs
3148  *******************************************************************/
3149
3150 /*
3151  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3152  * the page allocator
3153  */
3154
3155 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3156 {
3157         int node;
3158
3159         list_add(&s->list, &slab_caches);
3160         s->refcount = -1;
3161
3162         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3163                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3164                 struct page *p;
3165
3166                 if (n) {
3167                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3168                                 p->slab = s;
3169
3170 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3171                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3172                                 p->slab = s;
3173 #endif
3174                 }
3175         }
3176 }
3177
3178 void __init kmem_cache_init(void)
3179 {
3180         int i;
3181         int caches = 0;
3182         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3183         int order;
3184         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3185         unsigned long kmalloc_size;
3186
3187         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3188                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3189
3190         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3191         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3192         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3193         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3194
3195         /*
3196          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3197          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3198          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3199          */
3200         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3201
3202         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3203                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3204                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3205
3206         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3207
3208         /* Able to allocate the per node structures */
3209         slab_state = PARTIAL;
3210
3211         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3212         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3213                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3214         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3215         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3216
3217         /*
3218          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3219          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3220          * update any list pointers.
3221          */
3222         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3223
3224         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3225         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3226
3227         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3228
3229         caches++;
3230         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3231         caches++;
3232         /* Free temporary boot structure */
3233         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3234
3235         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3236
3237         /*
3238          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3239          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3240          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3241          *
3242          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3243          * handle the index determination for the smaller caches.
3244          *
3245          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3246          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3247          */
3248         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3249                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3250
3251         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3252                 int elem = size_index_elem(i);
3253                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3254                         break;
3255                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3256         }
3257
3258         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3259                 /*
3260                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3261                  * is 64 byte.
3262                  */
3263                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3264                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3265         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3266                 /*
3267                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3268                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3269                  * instead.
3270                  */
3271                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3272                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3273         }
3274
3275         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3276         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3277                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3278                 caches++;
3279         }
3280
3281         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3282                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3283                 caches++;
3284         }
3285
3286         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3287                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3288                 caches++;
3289         }
3290
3291         slab_state = UP;
3292
3293         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3294         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3295                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3296                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3297         }
3298
3299         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3300                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3301                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3302         }
3303
3304         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3305                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3306
3307                 BUG_ON(!s);
3308                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3309         }
3310
3311 #ifdef CONFIG_SMP
3312         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3313 #endif
3314
3315 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3316         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3317                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3318
3319                 if (s && s->size) {
3320                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3321                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3322
3323                         BUG_ON(!name);
3324                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3325                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3326                 }
3327         }
3328 #endif
3329         printk(KERN_INFO
3330                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3331                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3332                 caches, cache_line_size(),
3333                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3334                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3335 }
3336
3337 void __init kmem_cache_init_late(void)
3338 {
3339 }
3340
3341 /*
3342  * Find a mergeable slab cache
3343  */
3344 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3345 {
3346         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3347                 return 1;
3348
3349         if (s->ctor)
3350                 return 1;
3351
3352         /*
3353          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3354          */
3355         if (s->refcount < 0)
3356                 return 1;
3357
3358         return 0;
3359 }
3360
3361 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3362                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3363                 void (*ctor)(void *))
3364 {
3365         struct kmem_cache *s;
3366
3367         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3368                 return NULL;
3369
3370         if (ctor)
3371                 return NULL;
3372
3373         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3374         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3375         size = ALIGN(size, align);
3376         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3377
3378         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3379                 if (slab_unmergeable(s))
3380                         continue;
3381
3382                 if (size > s->size)
3383                         continue;
3384
3385                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3386                                 continue;
3387                 /*
3388                  * Check if alignment is compatible.
3389                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3390                  */
3391                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3392                         continue;
3393
3394                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3395                         continue;
3396
3397                 return s;
3398         }
3399         return NULL;
3400 }
3401
3402 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3403                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3404 {
3405         struct kmem_cache *s;
3406         char *n;
3407
3408         if (WARN_ON(!name))
3409                 return NULL;
3410
3411         down_write(&slub_lock);
3412         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3413         if (s) {
3414                 s->refcount++;
3415                 /*
3416                  * Adjust the object sizes so that we clear
3417                  * the complete object on kzalloc.
3418                  */
3419                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3420                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3421
3422                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3423                         s->refcount--;
3424                         goto err;
3425                 }
3426                 up_write(&slub_lock);
3427                 return s;
3428         }
3429
3430         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3431         if (!n)
3432                 goto err;
3433
3434         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3435         if (s) {
3436                 if (kmem_cache_open(s, n,
3437                                 size, align, flags, ctor)) {
3438                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3439                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3440                                 list_del(&s->list);
3441                                 kfree(n);
3442                                 kfree(s);
3443                                 goto err;
3444                         }
3445                         up_write(&slub_lock);
3446                         return s;
3447                 }
3448                 kfree(n);
3449                 kfree(s);
3450         }
3451 err:
3452         up_write(&slub_lock);
3453
3454         if (flags & SLAB_PANIC)
3455                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3456         else
3457                 s = NULL;
3458         return s;
3459 }
3460 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3461
3462 #ifdef CONFIG_SMP
3463 /*
3464  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3465  * necessary.
3466  */
3467 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3468                 unsigned long action, void *hcpu)
3469 {
3470         long cpu = (long)hcpu;
3471         struct kmem_cache *s;
3472         unsigned long flags;
3473
3474         switch (action) {
3475         case CPU_UP_CANCELED:
3476         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3477         case CPU_DEAD:
3478         case CPU_DEAD_FROZEN:
3479                 down_read(&slub_lock);
3480                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3481                         local_irq_save(flags);
3482                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3483                         local_irq_restore(flags);
3484                 }
3485                 up_read(&slub_lock);
3486                 break;
3487         default:
3488                 break;
3489         }
3490         return NOTIFY_OK;
3491 }
3492
3493 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3494         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3495 };
3496
3497 #endif
3498
3499 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3500 {
3501         struct kmem_cache *s;
3502         void *ret;
3503
3504         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3505                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3506
3507         s = get_slab(size, gfpflags);
3508
3509         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3510                 return s;
3511
3512         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3513
3514         /* Honor the call site pointer we received. */
3515         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3516
3517         return ret;
3518 }
3519
3520 #ifdef CONFIG_NUMA
3521 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3522                                         int node, unsigned long caller)
3523 {
3524         struct kmem_cache *s;
3525         void *ret;
3526
3527         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3528                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3529
3530                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3531                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3532                                    gfpflags, node);
3533
3534                 return ret;
3535         }
3536
3537         s = get_slab(size, gfpflags);
3538
3539         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3540                 return s;
3541
3542         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3543
3544         /* Honor the call site pointer we received. */
3545         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3546
3547         return ret;
3548 }
3549 #endif
3550
3551 #ifdef CONFIG_SYSFS
3552 static int count_inuse(struct page *page)
3553 {
3554         return page->inuse;
3555 }
3556
3557 static int count_total(struct page *page)
3558 {
3559         return page->objects;
3560 }
3561 #endif
3562
3563 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3564 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3565                                                 unsigned long *map)
3566 {
3567         void *p;
3568         void *addr = page_address(page);
3569
3570         if (!check_slab(s, page) ||
3571                         !on_freelist(s, page, NULL))
3572                 return 0;
3573
3574         /* Now we know that a valid freelist exists */
3575         bitmap_zero(map, page->objects);
3576
3577         get_map(s, page, map);
3578         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3579                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3580                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3581                                 return 0;
3582         }
3583
3584         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3585                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3586                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3587                                 return 0;
3588         return 1;
3589 }
3590
3591 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3592                                                 unsigned long *map)
3593 {
3594         if (slab_trylock(page)) {
3595                 validate_slab(s, page, map);
3596                 slab_unlock(page);
3597         } else
3598                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3599                         s->name, page);
3600 }
3601
3602 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3603                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3604 {
3605         unsigned long count = 0;
3606         struct page *page;
3607         unsigned long flags;
3608
3609         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3610
3611         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3612                 validate_slab_slab(s, page, map);
3613                 count++;
3614         }
3615         if (count != n->nr_partial)
3616                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3617                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3618
3619         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3620                 goto out;
3621
3622         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3623                 validate_slab_slab(s, page, map);
3624                 count++;
3625         }
3626         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3627                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3628                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3629                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3630
3631 out:
3632         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3633         return count;
3634 }
3635
3636 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3637 {
3638         int node;
3639         unsigned long count = 0;
3640         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3641                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3642
3643         if (!map)
3644                 return -ENOMEM;
3645
3646         flush_all(s);
3647         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3648                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3649
3650                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3651         }
3652         kfree(map);
3653         return count;
3654 }
3655 /*
3656  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3657  * and freed.
3658  */
3659
3660 struct location {
3661         unsigned long count;
3662         unsigned long addr;
3663         long long sum_time;
3664         long min_time;
3665         long max_time;
3666         long min_pid;
3667         long max_pid;
3668         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3669         nodemask_t nodes;
3670 };
3671
3672 struct loc_track {
3673         unsigned long max;
3674         unsigned long count;
3675         struct location *loc;
3676 };
3677
3678 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3679 {
3680         if (t->max)
3681                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3682                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3683 }
3684
3685 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3686 {
3687         struct location *l;
3688         int order;
3689
3690         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3691
3692         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3693         if (!l)
3694                 return 0;
3695
3696         if (t->count) {
3697                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3698                 free_loc_track(t);
3699         }
3700         t->max = max;
3701         t->loc = l;
3702         return 1;
3703 }
3704
3705 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3706                                 const struct track *track)
3707 {
3708         long start, end, pos;
3709         struct location *l;
3710         unsigned long caddr;
3711         unsigned long age = jiffies - track->when;
3712
3713         start = -1;
3714         end = t->count;
3715
3716         for ( ; ; ) {
3717                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3718
3719                 /*
3720                  * There is nothing at "end". If we end up there
3721                  * we need to add something to before end.
3722                  */
3723                 if (pos == end)
3724                         break;
3725
3726                 caddr = t->loc[pos].addr;
3727                 if (track->addr == caddr) {
3728
3729                         l = &t->loc[pos];
3730                         l->count++;
3731                         if (track->when) {
3732                                 l->sum_time += age;
3733                                 if (age < l->min_time)
3734                                         l->min_time = age;
3735                                 if (age > l->max_time)
3736                                         l->max_time = age;
3737
3738                                 if (track->pid < l->min_pid)
3739                                         l->min_pid = track->pid;
3740                                 if (track->pid > l->max_pid)
3741                                         l->max_pid = track->pid;
3742
3743                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3744                                                 to_cpumask(l->cpus));
3745                         }
3746                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3747                         return 1;
3748                 }
3749
3750                 if (track->addr < caddr)
3751                         end = pos;
3752                 else
3753                         start = pos;
3754         }
3755
3756         /*
3757          * Not found. Insert new tracking element.
3758          */
3759         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3760                 return 0;
3761
3762         l = t->loc + pos;
3763         if (pos < t->count)
3764                 memmove(l + 1, l,
3765                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3766         t->count++;
3767         l->count = 1;
3768         l->addr = track->addr;
3769         l->sum_time = age;
3770         l->min_time = age;
3771         l->max_time = age;
3772         l->min_pid = track->pid;
3773         l->max_pid = track->pid;
3774         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3775         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3776         nodes_clear(l->nodes);
3777         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3778         return 1;
3779 }
3780
3781 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3782                 struct page *page, enum track_item alloc,
3783                 unsigned long *map)
3784 {
3785         void *addr = page_address(page);
3786         void *p;
3787
3788         bitmap_zero(map, page->objects);
3789         get_map(s, page, map);
3790
3791         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3792                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3793                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3794 }
3795
3796 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3797                                         enum track_item alloc)
3798 {
3799         int len = 0;
3800         unsigned long i;
3801         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3802         int node;
3803         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3804                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3805
3806         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3807                                      GFP_TEMPORARY)) {
3808                 kfree(map);
3809                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3810         }
3811         /* Push back cpu slabs */
3812         flush_all(s);
3813
3814         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3815                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3816                 unsigned long flags;
3817                 struct page *page;
3818
3819                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3820                         continue;
3821
3822                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3823                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3824                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3825                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3826                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3827                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3828         }
3829
3830         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3831                 struct location *l = &t.loc[i];
3832
3833                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3834                         break;
3835                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3836
3837                 if (l->addr)
3838                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3839                 else
3840                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3841
3842                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3843                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3844                                 l->min_time,
3845                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3846                                 l->max_time);
3847                 } else
3848                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3849                                 l->min_time);
3850
3851                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3852                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3853                                 l->min_pid, l->max_pid);
3854                 else
3855                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3856                                 l->min_pid);
3857
3858                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3859                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3860                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3861                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3862                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3863                                                  to_cpumask(l->cpus));
3864                 }
3865
3866                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3867                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3868                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3869                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3870                                         l->nodes);
3871                 }
3872
3873                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3874         }
3875
3876         free_loc_track(&t);
3877         kfree(map);
3878         if (!t.count)
3879                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3880         return len;
3881 }
3882 #endif
3883
3884 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3885 static void resiliency_test(void)
3886 {
3887         u8 *p;
3888
3889         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3890
3891         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3892         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3893         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3894
3895         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3896         p[16] = 0x12;
3897         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3898                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3899
3900         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3901
3902         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3903         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3904         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3905         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3906                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3907         printk(KERN_ERR
3908                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3909
3910         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3911         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3912         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3913         *p = 0x56;
3914         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3915                                                                         p);
3916         printk(KERN_ERR
3917                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3918         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3919
3920         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3921         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3922         kfree(p);
3923         *p = 0x78;
3924         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3925         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3926
3927         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3928         kfree(p);
3929         p[50] = 0x9a;
3930         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3931                         p);
3932         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3933
3934         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3935         kfree(p);
3936         p[512] = 0xab;
3937         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3938         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3939 }
3940 #else
3941 #ifdef CONFIG_SYSFS
3942 static void resiliency_test(void) {};
3943 #endif
3944 #endif
3945
3946 #ifdef CONFIG_SYSFS
3947 enum slab_stat_type {
3948         SL_ALL,                 /* All slabs */
3949         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3950         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3951         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3952         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3953 };
3954
3955 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3956 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3957 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3958 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3959 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3960
3961 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3962                             char *buf, unsigned long flags)
3963 {
3964         unsigned long total = 0;
3965         int node;
3966         int x;
3967         unsigned long *nodes;
3968         unsigned long *per_cpu;
3969
3970         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3971         if (!nodes)
3972                 return -ENOMEM;
3973         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3974
3975         if (flags & SO_CPU) {
3976                 int cpu;
3977
3978                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3979                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3980
3981                         if (!c || c->node < 0)
3982                                 continue;
3983
3984                         if (c->page) {
3985                                         if (flags & SO_TOTAL)
3986                                                 x = c->page->objects;
3987                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3988                                         x = c->page->inuse;
3989                                 else
3990                                         x = 1;
3991
3992                                 total += x;
3993                                 nodes[c->node] += x;
3994                         }
3995                         per_cpu[c->node]++;
3996                 }
3997         }
3998
3999         lock_memory_hotplug();
4000 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4001         if (flags & SO_ALL) {
4002                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4003                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4004
4005                 if (flags & SO_TOTAL)
4006                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4007                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4008                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4009                                 count_partial(n, count_free);
4010
4011                         else
4012                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4013                         total += x;
4014                         nodes[node] += x;
4015                 }
4016
4017         } else
4018 #endif
4019         if (flags & SO_PARTIAL) {
4020                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4021                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4022
4023                         if (flags & SO_TOTAL)
4024                                 x = count_partial(n, count_total);
4025                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4026                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4027                         else
4028                                 x = n->nr_partial;
4029                         total += x;
4030                         nodes[node] += x;
4031                 }
4032         }
4033         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4034 #ifdef CONFIG_NUMA
4035         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4036                 if (nodes[node])
4037                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4038                                         node, nodes[node]);
4039 #endif
4040         unlock_memory_hotplug();
4041         kfree(nodes);
4042         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4043 }
4044
4045 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4046 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4047 {
4048         int node;
4049
4050         for_each_online_node(node) {
4051                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4052
4053                 if (!n)
4054                         continue;
4055
4056                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4057                         return 1;
4058         }
4059         return 0;
4060 }
4061 #endif
4062
4063 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4064 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4065
4066 struct slab_attribute {
4067         struct attribute attr;
4068         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4069         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4070 };
4071
4072 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4073         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4074
4075 #define SLAB_ATTR(_name) \
4076         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4077         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4078
4079 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4080 {
4081         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4082 }
4083 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4084
4085 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4086 {
4087         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4088 }
4089 SLAB_ATTR_RO(align);
4090
4091 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4092 {
4093         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4094 }
4095 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4096
4097 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4098 {
4099         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4100 }
4101 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4102
4103 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4104                                 const char *buf, size_t length)
4105 {
4106         unsigned long order;
4107         int err;
4108
4109         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4110         if (err)
4111                 return err;
4112
4113         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4114                 return -EINVAL;
4115
4116         calculate_sizes(s, order);
4117         return length;
4118 }
4119
4120 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4121 {
4122         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4123 }
4124 SLAB_ATTR(order);
4125
4126 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4127 {
4128         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4129 }
4130
4131 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4132                                  size_t length)
4133 {
4134         unsigned long min;
4135         int err;
4136
4137         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4138         if (err)
4139                 return err;
4140
4141         set_min_partial(s, min);
4142         return length;
4143 }
4144 SLAB_ATTR(min_partial);
4145
4146 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4147 {
4148         if (!s->ctor)
4149                 return 0;
4150         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4151 }
4152 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4153
4154 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4155 {
4156         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4157 }
4158 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4159
4160 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4161 {
4162         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4163 }
4164 SLAB_ATTR_RO(partial);
4165
4166 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4167 {
4168         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4169 }
4170 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4171
4172 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4173 {
4174         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4175 }
4176 SLAB_ATTR_RO(objects);
4177
4178 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4179 {
4180         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4181 }
4182 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4183
4184 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4185 {
4186         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4187 }
4188
4189 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4190                                 const char *buf, size_t length)
4191 {
4192         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4193         if (buf[0] == '1')
4194                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4195         return length;
4196 }
4197 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4198
4199 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4200 {
4201         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4202 }
4203 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4204
4205 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4206 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4207 {
4208         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4209 }
4210 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4211 #endif
4212
4213 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4214 {
4215         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4216 }
4217 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4218
4219 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4220 {
4221         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4222 }
4223 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4224
4225 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4226 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4227 {
4228         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4229 }
4230 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4231
4232 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4233 {
4234         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4235 }
4236 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4237
4238 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4239 {
4240         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4241 }
4242
4243 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4244                                 const char *buf, size_t length)
4245 {
4246         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4247         if (buf[0] == '1')
4248                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4249         return length;
4250 }
4251 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4252
4253 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4254 {
4255         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4256 }
4257
4258 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4259                                                         size_t length)
4260 {
4261         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4262         if (buf[0] == '1')
4263                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4264         return length;
4265 }
4266 SLAB_ATTR(trace);
4267
4268 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4269 {
4270         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4271 }
4272
4273 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4274                                 const char *buf, size_t length)
4275 {
4276         if (any_slab_objects(s))
4277                 return -EBUSY;
4278
4279         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4280         if (buf[0] == '1')
4281                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4282         calculate_sizes(s, -1);
4283         return length;
4284 }
4285 SLAB_ATTR(red_zone);
4286
4287 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4288 {
4289         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4290 }
4291
4292 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4293                                 const char *buf, size_t length)
4294 {
4295         if (any_slab_objects(s))
4296                 return -EBUSY;
4297
4298         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4299         if (buf[0] == '1')
4300                 s->flags |= SLAB_POISON;
4301         calculate_sizes(s, -1);
4302         return length;
4303 }
4304 SLAB_ATTR(poison);
4305
4306 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4307 {
4308         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4309 }
4310
4311 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4312                                 const char *buf, size_t length)
4313 {
4314         if (any_slab_objects(s))
4315                 return -EBUSY;
4316
4317         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4318         if (buf[0] == '1')
4319                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4320         calculate_sizes(s, -1);
4321         return length;
4322 }
4323 SLAB_ATTR(store_user);
4324
4325 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4326 {
4327         return 0;
4328 }
4329
4330 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4331                         const char *buf, size_t length)
4332 {
4333         int ret = -EINVAL;
4334
4335         if (buf[0] == '1') {
4336                 ret = validate_slab_cache(s);
4337                 if (ret >= 0)
4338                         ret = length;
4339         }
4340         return ret;
4341 }
4342 SLAB_ATTR(validate);
4343
4344 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4345 {
4346         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4347                 return -ENOSYS;
4348         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4349 }
4350 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4351
4352 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4353 {
4354         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4355                 return -ENOSYS;
4356         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4357 }
4358 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4359 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4360
4361 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4362 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4363 {
4364         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4365 }
4366
4367 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4368                                                         size_t length)
4369 {
4370         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4371         if (buf[0] == '1')
4372                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4373         return length;
4374 }
4375 SLAB_ATTR(failslab);
4376 #endif
4377
4378 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4379 {
4380         return 0;
4381 }
4382
4383 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4384                         const char *buf, size_t length)
4385 {
4386         if (buf[0] == '1') {
4387                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4388
4389                 if (rc)
4390                         return rc;
4391         } else
4392                 return -EINVAL;
4393         return length;
4394 }
4395 SLAB_ATTR(shrink);
4396
4397 #ifdef CONFIG_NUMA
4398 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4399 {
4400         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4401 }
4402
4403 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4404                                 const char *buf, size_t length)
4405 {
4406         unsigned long ratio;
4407         int err;
4408
4409         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4410         if (err)
4411                 return err;
4412
4413         if (ratio <= 100)
4414                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4415
4416         return length;
4417 }
4418 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4419 #endif
4420
4421 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4422 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4423 {
4424         unsigned long sum  = 0;
4425         int cpu;
4426         int len;
4427         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4428
4429         if (!data)
4430                 return -ENOMEM;
4431
4432         for_each_online_cpu(cpu) {
4433                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4434
4435                 data[cpu] = x;
4436                 sum += x;
4437         }
4438
4439         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4440
4441 #ifdef CONFIG_SMP
4442         for_each_online_cpu(cpu) {
4443                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4444                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4445         }
4446 #endif
4447         kfree(data);
4448         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4449 }
4450
4451 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4452 {
4453         int cpu;
4454
4455         for_each_online_cpu(cpu)
4456                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4457 }
4458
4459 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4460 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4461 {                                                               \
4462         return show_stat(s, buf, si);                           \
4463 }                                                               \
4464 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4465                                 const char *buf, size_t length) \
4466 {                                                               \
4467         if (buf[0] != '0')                                      \
4468                 return -EINVAL;                                 \
4469         clear_stat(s, si);                                      \
4470         return length;                                          \
4471 }                                                               \
4472 SLAB_ATTR(text);                                                \
4473
4474 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4475 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4476 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4477 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4478 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4479 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4480 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4481 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4482 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4483 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4484 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4485 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4486 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4487 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4488 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4489 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4490 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4491 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4492 #endif
4493
4494 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4495         &slab_size_attr.attr,
4496         &object_size_attr.attr,
4497         &objs_per_slab_attr.attr,
4498         &order_attr.attr,
4499         &min_partial_attr.attr,
4500         &objects_attr.attr,
4501         &objects_partial_attr.attr,
4502         &partial_attr.attr,
4503         &cpu_slabs_attr.attr,
4504         &ctor_attr.attr,
4505         &aliases_attr.attr,
4506         &align_attr.attr,
4507         &hwcache_align_attr.attr,
4508         &reclaim_account_attr.attr,
4509         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4510         &shrink_attr.attr,
4511         &reserved_attr.attr,
4512 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4513         &total_objects_attr.attr,
4514         &slabs_attr.attr,
4515         &sanity_checks_attr.attr,
4516         &trace_attr.attr,
4517         &red_zone_attr.attr,
4518         &poison_attr.attr,
4519         &store_user_attr.attr,
4520         &validate_attr.attr,
4521         &alloc_calls_attr.attr,
4522         &free_calls_attr.attr,
4523 #endif
4524 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4525         &cache_dma_attr.attr,
4526 #endif
4527 #ifdef CONFIG_NUMA
4528         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4529 #endif
4530 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4531         &alloc_fastpath_attr.attr,
4532         &alloc_slowpath_attr.attr,
4533         &free_fastpath_attr.attr,
4534         &free_slowpath_attr.attr,
4535         &free_frozen_attr.attr,
4536         &free_add_partial_attr.attr,
4537         &free_remove_partial_attr.attr,
4538         &alloc_from_partial_attr.attr,
4539         &alloc_slab_attr.attr,
4540         &alloc_refill_attr.attr,
4541         &free_slab_attr.attr,
4542         &cpuslab_flush_attr.attr,
4543         &deactivate_full_attr.attr,
4544         &deactivate_empty_attr.attr,
4545         &deactivate_to_head_attr.attr,
4546         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4547         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4548         &order_fallback_attr.attr,
4549 #endif
4550 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4551         &failslab_attr.attr,
4552 #endif
4553
4554         NULL
4555 };
4556
4557 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4558         .attrs = slab_attrs,
4559 };
4560
4561 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4562                                 struct attribute *attr,
4563                                 char *buf)
4564 {
4565         struct slab_attribute *attribute;
4566         struct kmem_cache *s;
4567         int err;
4568
4569         attribute = to_slab_attr(attr);
4570         s = to_slab(kobj);
4571
4572         if (!attribute->show)
4573                 return -EIO;
4574
4575         err = attribute->show(s, buf);
4576
4577         return err;
4578 }
4579
4580 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4581                                 struct attribute *attr,
4582                                 const char *buf, size_t len)
4583 {
4584         struct slab_attribute *attribute;
4585         struct kmem_cache *s;
4586         int err;
4587
4588         attribute = to_slab_attr(attr);
4589         s = to_slab(kobj);
4590
4591         if (!attribute->store)
4592                 return -EIO;
4593
4594         err = attribute->store(s, buf, len);
4595
4596         return err;
4597 }
4598
4599 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4600 {
4601         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4602
4603         kfree(s->name);
4604         kfree(s);
4605 }
4606
4607 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4608         .show = slab_attr_show,
4609         .store = slab_attr_store,
4610 };
4611
4612 static struct kobj_type slab_ktype = {
4613         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4614         .release = kmem_cache_release
4615 };
4616
4617 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4618 {
4619         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4620
4621         if (ktype == &slab_ktype)
4622                 return 1;
4623         return 0;
4624 }
4625
4626 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4627         .filter = uevent_filter,
4628 };
4629
4630 static struct kset *slab_kset;
4631
4632 #define ID_STR_LENGTH 64
4633
4634 /* Create a unique string id for a slab cache:
4635  *
4636  * Format       :[flags-]size
4637  */
4638 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4639 {
4640         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4641         char *p = name;
4642
4643         BUG_ON(!name);
4644
4645         *p++ = ':';
4646         /*
4647          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4648          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4649          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4650          * are matched during merging to guarantee that the id is
4651          * unique.
4652          */
4653         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4654                 *p++ = 'd';
4655         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4656                 *p++ = 'a';
4657         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4658                 *p++ = 'F';
4659         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4660                 *p++ = 't';
4661         if (p != name + 1)
4662                 *p++ = '-';
4663         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4664         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4665         return name;
4666 }
4667
4668 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4669 {
4670         int err;
4671         const char *name;
4672         int unmergeable;
4673
4674         if (slab_state < SYSFS)
4675                 /* Defer until later */
4676                 return 0;
4677
4678         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4679         if (unmergeable) {
4680                 /*
4681                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4682                  * This is typically the case for debug situations. In that
4683                  * case we can catch duplicate names easily.
4684                  */
4685                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4686                 name = s->name;
4687         } else {
4688                 /*
4689                  * Create a unique name for the slab as a target
4690                  * for the symlinks.
4691                  */
4692                 name = create_unique_id(s);
4693         }
4694
4695         s->kobj.kset = slab_kset;
4696         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4697         if (err) {
4698                 kobject_put(&s->kobj);
4699                 return err;
4700         }
4701
4702         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4703         if (err) {
4704                 kobject_del(&s->kobj);
4705                 kobject_put(&s->kobj);
4706                 return err;
4707         }
4708         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4709         if (!unmergeable) {
4710                 /* Setup first alias */
4711                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4712                 kfree(name);
4713         }
4714         return 0;
4715 }
4716
4717 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4718 {
4719         if (slab_state < SYSFS)
4720                 /*
4721                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4722                  * cache from sysfs.
4723                  */
4724                 return;
4725
4726         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4727         kobject_del(&s->kobj);
4728         kobject_put(&s->kobj);
4729 }
4730
4731 /*
4732  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4733  * available lest we lose that information.
4734  */
4735 struct saved_alias {
4736         struct kmem_cache *s;
4737         const char *name;
4738         struct saved_alias *next;
4739 };
4740
4741 static struct saved_alias *alias_list;
4742
4743 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4744 {
4745         struct saved_alias *al;
4746
4747         if (slab_state == SYSFS) {
4748                 /*
4749                  * If we have a leftover link then remove it.
4750                  */
4751                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4752                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4753         }
4754
4755         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4756         if (!al)
4757                 return -ENOMEM;
4758
4759         al->s = s;
4760         al->name = name;
4761         al->next = alias_list;
4762         alias_list = al;
4763         return 0;
4764 }
4765
4766 static int __init slab_sysfs_init(void)
4767 {
4768         struct kmem_cache *s;
4769         int err;
4770
4771         down_write(&slub_lock);
4772
4773         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4774         if (!slab_kset) {
4775                 up_write(&slub_lock);
4776                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4777                 return -ENOSYS;
4778         }
4779
4780         slab_state = SYSFS;
4781
4782         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4783                 err = sysfs_slab_add(s);
4784                 if (err)
4785                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4786                                                 " to sysfs\n", s->name);
4787         }
4788
4789         while (alias_list) {
4790                 struct saved_alias *al = alias_list;
4791
4792                 alias_list = alias_list->next;
4793                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4794                 if (err)
4795                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4796                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4797                 kfree(al);
4798         }
4799
4800         up_write(&slub_lock);
4801         resiliency_test();
4802         return 0;
4803 }
4804
4805 __initcall(slab_sysfs_init);
4806 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4807
4808 /*
4809  * The /proc/slabinfo ABI
4810  */
4811 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4812 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4813 {
4814         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4815         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4816                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4817         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4818         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4819         seq_putc(m, '\n');
4820 }
4821
4822 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4823 {
4824         loff_t n = *pos;
4825
4826         down_read(&slub_lock);
4827         if (!n)
4828                 print_slabinfo_header(m);
4829
4830         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4831 }
4832
4833 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4834 {
4835         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4836 }
4837
4838 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4839 {
4840         up_read(&slub_lock);
4841 }
4842
4843 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4844 {
4845         unsigned long nr_partials = 0;
4846         unsigned long nr_slabs = 0;
4847         unsigned long nr_inuse = 0;
4848         unsigned long nr_objs = 0;
4849         unsigned long nr_free = 0;
4850         struct kmem_cache *s;
4851         int node;
4852
4853         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4854
4855         for_each_online_node(node) {
4856                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4857
4858                 if (!n)
4859                         continue;
4860
4861                 nr_partials += n->nr_partial;
4862                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4863                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4864                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4865         }
4866
4867         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4868
4869         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4870                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4871                    (1 << oo_order(s->oo)));
4872         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4873         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4874                    0UL);
4875         seq_putc(m, '\n');
4876         return 0;
4877 }
4878
4879 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4880         .start = s_start,
4881         .next = s_next,
4882         .stop = s_stop,
4883         .show = s_show,
4884 };
4885
4886 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4887 {
4888         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4889 }
4890
4891 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4892         .open           = slabinfo_open,
4893         .read           = seq_read,
4894         .llseek         = seq_lseek,
4895         .release        = seq_release,
4896 };
4897
4898 static int __init slab_proc_init(void)
4899 {
4900         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4901         return 0;
4902 }
4903 module_init(slab_proc_init);
4904 #endif /* CONFIG_SLABINFO */