slub: get_map() function to establish map of free objects in a slab
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
265 {
266         *(void **)(object + s->offset) = fp;
267 }
268
269 /* Loop over all objects in a slab */
270 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
271         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
272                         __p += (__s)->size)
273
274 /* Determine object index from a given position */
275 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
276 {
277         return (p - addr) / s->size;
278 }
279
280 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
281 {
282 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
283         /*
284          * Debugging requires use of the padding between object
285          * and whatever may come after it.
286          */
287         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
288                 return s->objsize;
289
290 #endif
291         /*
292          * If we have the need to store the freelist pointer
293          * back there or track user information then we can
294          * only use the space before that information.
295          */
296         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
297                 return s->inuse;
298         /*
299          * Else we can use all the padding etc for the allocation
300          */
301         return s->size;
302 }
303
304 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
305 {
306         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
307 }
308
309 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
310                 unsigned long size, int reserved)
311 {
312         struct kmem_cache_order_objects x = {
313                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
314         };
315
316         return x;
317 }
318
319 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
320 {
321         return x.x >> OO_SHIFT;
322 }
323
324 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
325 {
326         return x.x & OO_MASK;
327 }
328
329 /*
330  * Determine a map of object in use on a page.
331  *
332  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
333  * not vanish from under us.
334  */
335 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
336 {
337         void *p;
338         void *addr = page_address(page);
339
340         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
341                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
345 /*
346  * Debug settings:
347  */
348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
349 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
350 #else
351 static int slub_debug;
352 #endif
353
354 static char *slub_debug_slabs;
355 static int disable_higher_order_debug;
356
357 /*
358  * Object debugging
359  */
360 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
361 {
362         int i, offset;
363         int newline = 1;
364         char ascii[17];
365
366         ascii[16] = 0;
367
368         for (i = 0; i < length; i++) {
369                 if (newline) {
370                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
371                         newline = 0;
372                 }
373                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
374                 offset = i % 16;
375                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
376                 if (offset == 15) {
377                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
378                         newline = 1;
379                 }
380         }
381         if (!newline) {
382                 i %= 16;
383                 while (i < 16) {
384                         printk(KERN_CONT "   ");
385                         ascii[i] = ' ';
386                         i++;
387                 }
388                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
389         }
390 }
391
392 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
393         enum track_item alloc)
394 {
395         struct track *p;
396
397         if (s->offset)
398                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
399         else
400                 p = object + s->inuse;
401
402         return p + alloc;
403 }
404
405 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
406                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
407 {
408         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
409
410         if (addr) {
411                 p->addr = addr;
412                 p->cpu = smp_processor_id();
413                 p->pid = current->pid;
414                 p->when = jiffies;
415         } else
416                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
417 }
418
419 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
420 {
421         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
422                 return;
423
424         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
425         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
426 }
427
428 static void print_track(const char *s, struct track *t)
429 {
430         if (!t->addr)
431                 return;
432
433         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
434                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
435 }
436
437 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
438 {
439         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
440                 return;
441
442         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
443         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
444 }
445
446 static void print_page_info(struct page *page)
447 {
448         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
449                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
450
451 }
452
453 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
454 {
455         va_list args;
456         char buf[100];
457
458         va_start(args, fmt);
459         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
460         va_end(args);
461         printk(KERN_ERR "========================================"
462                         "=====================================\n");
463         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
464         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
465                         "-------------------------------------\n\n");
466 }
467
468 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
469 {
470         va_list args;
471         char buf[100];
472
473         va_start(args, fmt);
474         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
475         va_end(args);
476         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
477 }
478
479 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
480 {
481         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
482         u8 *addr = page_address(page);
483
484         print_tracking(s, p);
485
486         print_page_info(page);
487
488         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
489                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
490
491         if (p > addr + 16)
492                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
493
494         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
495
496         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
497                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
498                         s->inuse - s->objsize);
499
500         if (s->offset)
501                 off = s->offset + sizeof(void *);
502         else
503                 off = s->inuse;
504
505         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
506                 off += 2 * sizeof(struct track);
507
508         if (off != s->size)
509                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
510                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
511
512         dump_stack();
513 }
514
515 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
516                         u8 *object, char *reason)
517 {
518         slab_bug(s, "%s", reason);
519         print_trailer(s, page, object);
520 }
521
522 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
523 {
524         va_list args;
525         char buf[100];
526
527         va_start(args, fmt);
528         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
529         va_end(args);
530         slab_bug(s, "%s", buf);
531         print_page_info(page);
532         dump_stack();
533 }
534
535 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
536 {
537         u8 *p = object;
538
539         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
540                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
541                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
542         }
543
544         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
545                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
546 }
547
548 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
549 {
550         while (bytes) {
551                 if (*start != (u8)value)
552                         return start;
553                 start++;
554                 bytes--;
555         }
556         return NULL;
557 }
558
559 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
560                                                 void *from, void *to)
561 {
562         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
563         memset(from, data, to - from);
564 }
565
566 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
567                         u8 *object, char *what,
568                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
569 {
570         u8 *fault;
571         u8 *end;
572
573         fault = check_bytes(start, value, bytes);
574         if (!fault)
575                 return 1;
576
577         end = start + bytes;
578         while (end > fault && end[-1] == value)
579                 end--;
580
581         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
582         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
583                                         fault, end - 1, fault[0], value);
584         print_trailer(s, page, object);
585
586         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
587         return 0;
588 }
589
590 /*
591  * Object layout:
592  *
593  * object address
594  *      Bytes of the object to be managed.
595  *      If the freepointer may overlay the object then the free
596  *      pointer is the first word of the object.
597  *
598  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
599  *      0xa5 (POISON_END)
600  *
601  * object + s->objsize
602  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
603  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
604  *      objsize == inuse.
605  *
606  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
607  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
608  *
609  * object + s->inuse
610  *      Meta data starts here.
611  *
612  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
613  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
614  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
615  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
616  *              before the word boundary.
617  *
618  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
619  *
620  * object + s->size
621  *      Nothing is used beyond s->size.
622  *
623  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
624  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
625  * may be used with merged slabcaches.
626  */
627
628 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
629 {
630         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
631
632         if (s->offset)
633                 /* Freepointer is placed after the object. */
634                 off += sizeof(void *);
635
636         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
637                 /* We also have user information there */
638                 off += 2 * sizeof(struct track);
639
640         if (s->size == off)
641                 return 1;
642
643         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
644                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
645 }
646
647 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
648 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
649 {
650         u8 *start;
651         u8 *fault;
652         u8 *end;
653         int length;
654         int remainder;
655
656         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
657                 return 1;
658
659         start = page_address(page);
660         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
661         end = start + length;
662         remainder = length % s->size;
663         if (!remainder)
664                 return 1;
665
666         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
667         if (!fault)
668                 return 1;
669         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
670                 end--;
671
672         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
673         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
674
675         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
676         return 0;
677 }
678
679 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
680                                         void *object, u8 val)
681 {
682         u8 *p = object;
683         u8 *endobject = object + s->objsize;
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
686                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
687                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
688                         return 0;
689         } else {
690                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
691                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
692                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
693                 }
694         }
695
696         if (s->flags & SLAB_POISON) {
697                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
698                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
699                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
700                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
701                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
702                         return 0;
703                 /*
704                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
705                  */
706                 check_pad_bytes(s, page, p);
707         }
708
709         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
710                 /*
711                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
712                  * freepointer while object is allocated.
713                  */
714                 return 1;
715
716         /* Check free pointer validity */
717         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
718                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
719                 /*
720                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
721                  * of the free objects in this slab. May cause
722                  * another error because the object count is now wrong.
723                  */
724                 set_freepointer(s, p, NULL);
725                 return 0;
726         }
727         return 1;
728 }
729
730 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
731 {
732         int maxobj;
733
734         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
735
736         if (!PageSlab(page)) {
737                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
738                 return 0;
739         }
740
741         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
742         if (page->objects > maxobj) {
743                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
744                         s->name, page->objects, maxobj);
745                 return 0;
746         }
747         if (page->inuse > page->objects) {
748                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
749                         s->name, page->inuse, page->objects);
750                 return 0;
751         }
752         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
753         slab_pad_check(s, page);
754         return 1;
755 }
756
757 /*
758  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
759  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
760  */
761 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
762 {
763         int nr = 0;
764         void *fp = page->freelist;
765         void *object = NULL;
766         unsigned long max_objects;
767
768         while (fp && nr <= page->objects) {
769                 if (fp == search)
770                         return 1;
771                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
772                         if (object) {
773                                 object_err(s, page, object,
774                                         "Freechain corrupt");
775                                 set_freepointer(s, object, NULL);
776                                 break;
777                         } else {
778                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
779                                 page->freelist = NULL;
780                                 page->inuse = page->objects;
781                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
782                                 return 0;
783                         }
784                         break;
785                 }
786                 object = fp;
787                 fp = get_freepointer(s, object);
788                 nr++;
789         }
790
791         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
792         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
793                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
794
795         if (page->objects != max_objects) {
796                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
797                         "should be %d", page->objects, max_objects);
798                 page->objects = max_objects;
799                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
800         }
801         if (page->inuse != page->objects - nr) {
802                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
803                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
804                 page->inuse = page->objects - nr;
805                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
806         }
807         return search == NULL;
808 }
809
810 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
811                                                                 int alloc)
812 {
813         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
814                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
815                         s->name,
816                         alloc ? "alloc" : "free",
817                         object, page->inuse,
818                         page->freelist);
819
820                 if (!alloc)
821                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
822
823                 dump_stack();
824         }
825 }
826
827 /*
828  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
829  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
830  */
831 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
832 {
833         flags &= gfp_allowed_mask;
834         lockdep_trace_alloc(flags);
835         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
836
837         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
838 }
839
840 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
841 {
842         flags &= gfp_allowed_mask;
843         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
844         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
845 }
846
847 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
848 {
849         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
850
851         /*
852          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
853          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
854          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
855          */
856 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
857         {
858                 unsigned long flags;
859
860                 local_irq_save(flags);
861                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
862                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
863                 local_irq_restore(flags);
864         }
865 #endif
866         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
867                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
868 }
869
870 /*
871  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
872  */
873 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
874 {
875         spin_lock(&n->list_lock);
876         list_add(&page->lru, &n->full);
877         spin_unlock(&n->list_lock);
878 }
879
880 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
881 {
882         struct kmem_cache_node *n;
883
884         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
885                 return;
886
887         n = get_node(s, page_to_nid(page));
888
889         spin_lock(&n->list_lock);
890         list_del(&page->lru);
891         spin_unlock(&n->list_lock);
892 }
893
894 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
895 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
896 {
897         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
898
899         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
900 }
901
902 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
903 {
904         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
905 }
906
907 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
910
911         /*
912          * May be called early in order to allocate a slab for the
913          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
914          * dilemma by deferring the increment of the count during
915          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
916          */
917         if (n) {
918                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
919                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
920         }
921 }
922 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
923 {
924         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
925
926         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
927         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
928 }
929
930 /* Object debug checks for alloc/free paths */
931 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
932                                                                 void *object)
933 {
934         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
935                 return;
936
937         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
938         init_tracking(s, object);
939 }
940
941 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
942                                         void *object, unsigned long addr)
943 {
944         if (!check_slab(s, page))
945                 goto bad;
946
947         if (!on_freelist(s, page, object)) {
948                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
949                 goto bad;
950         }
951
952         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
953                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
954                 goto bad;
955         }
956
957         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
958                 goto bad;
959
960         /* Success perform special debug activities for allocs */
961         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
962                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
963         trace(s, page, object, 1);
964         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
965         return 1;
966
967 bad:
968         if (PageSlab(page)) {
969                 /*
970                  * If this is a slab page then lets do the best we can
971                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
972                  * as used avoids touching the remaining objects.
973                  */
974                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
975                 page->inuse = page->objects;
976                 page->freelist = NULL;
977         }
978         return 0;
979 }
980
981 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
982                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
983 {
984         if (!check_slab(s, page))
985                 goto fail;
986
987         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
988                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
989                 goto fail;
990         }
991
992         if (on_freelist(s, page, object)) {
993                 object_err(s, page, object, "Object already free");
994                 goto fail;
995         }
996
997         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
998                 return 0;
999
1000         if (unlikely(s != page->slab)) {
1001                 if (!PageSlab(page)) {
1002                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1003                                 "outside of slab", object);
1004                 } else if (!page->slab) {
1005                         printk(KERN_ERR
1006                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1007                                                 object);
1008                         dump_stack();
1009                 } else
1010                         object_err(s, page, object,
1011                                         "page slab pointer corrupt.");
1012                 goto fail;
1013         }
1014
1015         /* Special debug activities for freeing objects */
1016         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
1017                 remove_full(s, page);
1018         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1019                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1020         trace(s, page, object, 0);
1021         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1022         return 1;
1023
1024 fail:
1025         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1030 {
1031         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1032         if (*str++ != '=' || !*str)
1033                 /*
1034                  * No options specified. Switch on full debugging.
1035                  */
1036                 goto out;
1037
1038         if (*str == ',')
1039                 /*
1040                  * No options but restriction on slabs. This means full
1041                  * debugging for slabs matching a pattern.
1042                  */
1043                 goto check_slabs;
1044
1045         if (tolower(*str) == 'o') {
1046                 /*
1047                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1048                  * would increase as a result.
1049                  */
1050                 disable_higher_order_debug = 1;
1051                 goto out;
1052         }
1053
1054         slub_debug = 0;
1055         if (*str == '-')
1056                 /*
1057                  * Switch off all debugging measures.
1058                  */
1059                 goto out;
1060
1061         /*
1062          * Determine which debug features should be switched on
1063          */
1064         for (; *str && *str != ','; str++) {
1065                 switch (tolower(*str)) {
1066                 case 'f':
1067                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1068                         break;
1069                 case 'z':
1070                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1071                         break;
1072                 case 'p':
1073                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1074                         break;
1075                 case 'u':
1076                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1077                         break;
1078                 case 't':
1079                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1080                         break;
1081                 case 'a':
1082                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1083                         break;
1084                 default:
1085                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1086                                 "unknown. skipped\n", *str);
1087                 }
1088         }
1089
1090 check_slabs:
1091         if (*str == ',')
1092                 slub_debug_slabs = str + 1;
1093 out:
1094         return 1;
1095 }
1096
1097 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1098
1099 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1100         unsigned long flags, const char *name,
1101         void (*ctor)(void *))
1102 {
1103         /*
1104          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1105          */
1106         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1107                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1108                 flags |= slub_debug;
1109
1110         return flags;
1111 }
1112 #else
1113 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1114                         struct page *page, void *object) {}
1115
1116 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1117         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1118
1119 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1120         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1121
1122 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1123                         { return 1; }
1124 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1125                         void *object, u8 val) { return 1; }
1126 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1127 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1128         unsigned long flags, const char *name,
1129         void (*ctor)(void *))
1130 {
1131         return flags;
1132 }
1133 #define slub_debug 0
1134
1135 #define disable_higher_order_debug 0
1136
1137 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1138                                                         { return 0; }
1139 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1140                                                         { return 0; }
1141 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1142                                                         int objects) {}
1143 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1144                                                         int objects) {}
1145
1146 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1147                                                         { return 0; }
1148
1149 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1150                 void *object) {}
1151
1152 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1153
1154 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1155
1156 /*
1157  * Slab allocation and freeing
1158  */
1159 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1160                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1161 {
1162         int order = oo_order(oo);
1163
1164         flags |= __GFP_NOTRACK;
1165
1166         if (node == NUMA_NO_NODE)
1167                 return alloc_pages(flags, order);
1168         else
1169                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1170 }
1171
1172 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1173 {
1174         struct page *page;
1175         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1176         gfp_t alloc_gfp;
1177
1178         flags |= s->allocflags;
1179
1180         /*
1181          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1182          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1183          */
1184         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1185
1186         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1187         if (unlikely(!page)) {
1188                 oo = s->min;
1189                 /*
1190                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1191                  * Try a lower order alloc if possible
1192                  */
1193                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1194                 if (!page)
1195                         return NULL;
1196
1197                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1198         }
1199
1200         if (kmemcheck_enabled
1201                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1202                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1203
1204                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1205
1206                 /*
1207                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1208                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1209                  */
1210                 if (s->ctor)
1211                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1212                 else
1213                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1214         }
1215
1216         page->objects = oo_objects(oo);
1217         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1218                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1219                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1220                 1 << oo_order(oo));
1221
1222         return page;
1223 }
1224
1225 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1226                                 void *object)
1227 {
1228         setup_object_debug(s, page, object);
1229         if (unlikely(s->ctor))
1230                 s->ctor(object);
1231 }
1232
1233 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1234 {
1235         struct page *page;
1236         void *start;
1237         void *last;
1238         void *p;
1239
1240         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1241
1242         page = allocate_slab(s,
1243                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1244         if (!page)
1245                 goto out;
1246
1247         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1248         page->slab = s;
1249         page->flags |= 1 << PG_slab;
1250
1251         start = page_address(page);
1252
1253         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1254                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1255
1256         last = start;
1257         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1258                 setup_object(s, page, last);
1259                 set_freepointer(s, last, p);
1260                 last = p;
1261         }
1262         setup_object(s, page, last);
1263         set_freepointer(s, last, NULL);
1264
1265         page->freelist = start;
1266         page->inuse = 0;
1267 out:
1268         return page;
1269 }
1270
1271 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1272 {
1273         int order = compound_order(page);
1274         int pages = 1 << order;
1275
1276         if (kmem_cache_debug(s)) {
1277                 void *p;
1278
1279                 slab_pad_check(s, page);
1280                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1281                                                 page->objects)
1282                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1283         }
1284
1285         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1286
1287         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1288                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1289                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1290                 -pages);
1291
1292         __ClearPageSlab(page);
1293         reset_page_mapcount(page);
1294         if (current->reclaim_state)
1295                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1296         __free_pages(page, order);
1297 }
1298
1299 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1300         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1301
1302 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1303 {
1304         struct page *page;
1305
1306         if (need_reserve_slab_rcu)
1307                 page = virt_to_head_page(h);
1308         else
1309                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1310
1311         __free_slab(page->slab, page);
1312 }
1313
1314 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1315 {
1316         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1317                 struct rcu_head *head;
1318
1319                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1320                         int order = compound_order(page);
1321                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1322
1323                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1324                         head = page_address(page) + offset;
1325                 } else {
1326                         /*
1327                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1328                          */
1329                         head = (void *)&page->lru;
1330                 }
1331
1332                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1333         } else
1334                 __free_slab(s, page);
1335 }
1336
1337 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1338 {
1339         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1340         free_slab(s, page);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Per slab locking using the pagelock
1345  */
1346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1347 {
1348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1349 }
1350
1351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1352 {
1353         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1354 }
1355
1356 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1357 {
1358         int rc = 1;
1359
1360         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1361         return rc;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Management of partially allocated slabs
1366  */
1367 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1368                                 struct page *page, int tail)
1369 {
1370         spin_lock(&n->list_lock);
1371         n->nr_partial++;
1372         if (tail)
1373                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1374         else
1375                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1376         spin_unlock(&n->list_lock);
1377 }
1378
1379 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1380                                         struct page *page)
1381 {
1382         list_del(&page->lru);
1383         n->nr_partial--;
1384 }
1385
1386 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1387 {
1388         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1389
1390         spin_lock(&n->list_lock);
1391         __remove_partial(n, page);
1392         spin_unlock(&n->list_lock);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Lock slab and remove from the partial list.
1397  *
1398  * Must hold list_lock.
1399  */
1400 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1401                                                         struct page *page)
1402 {
1403         if (slab_trylock(page)) {
1404                 __remove_partial(n, page);
1405                 __SetPageSlubFrozen(page);
1406                 return 1;
1407         }
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1413  */
1414 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1415 {
1416         struct page *page;
1417
1418         /*
1419          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1420          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1421          * partial slab and there is none available then get_partials()
1422          * will return NULL.
1423          */
1424         if (!n || !n->nr_partial)
1425                 return NULL;
1426
1427         spin_lock(&n->list_lock);
1428         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1429                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1430                         goto out;
1431         page = NULL;
1432 out:
1433         spin_unlock(&n->list_lock);
1434         return page;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1439  */
1440 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1441 {
1442 #ifdef CONFIG_NUMA
1443         struct zonelist *zonelist;
1444         struct zoneref *z;
1445         struct zone *zone;
1446         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1447         struct page *page;
1448
1449         /*
1450          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1451          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1452          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1453          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1454          *
1455          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1456          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1457          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1458          * from other nodes and filled up.
1459          *
1460          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1461          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1462          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1463          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1464          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1465          * with available objects.
1466          */
1467         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1468                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1469                 return NULL;
1470
1471         get_mems_allowed();
1472         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1473         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1474                 struct kmem_cache_node *n;
1475
1476                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1477
1478                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1479                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1480                         page = get_partial_node(n);
1481                         if (page) {
1482                                 put_mems_allowed();
1483                                 return page;
1484                         }
1485                 }
1486         }
1487         put_mems_allowed();
1488 #endif
1489         return NULL;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Get a partial page, lock it and return it.
1494  */
1495 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1496 {
1497         struct page *page;
1498         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1499
1500         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1501         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1502                 return page;
1503
1504         return get_any_partial(s, flags);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Move a page back to the lists.
1509  *
1510  * Must be called with the slab lock held.
1511  *
1512  * On exit the slab lock will have been dropped.
1513  */
1514 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1515         __releases(bitlock)
1516 {
1517         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1518
1519         __ClearPageSlubFrozen(page);
1520         if (page->inuse) {
1521
1522                 if (page->freelist) {
1523                         add_partial(n, page, tail);
1524                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1525                 } else {
1526                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1527                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1528                                 add_full(n, page);
1529                 }
1530                 slab_unlock(page);
1531         } else {
1532                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1533                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1534                         /*
1535                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1536                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1537                          * to come after the other slabs with objects in
1538                          * so that the others get filled first. That way the
1539                          * size of the partial list stays small.
1540                          *
1541                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1542                          * the partial list.
1543                          */
1544                         add_partial(n, page, 1);
1545                         slab_unlock(page);
1546                 } else {
1547                         slab_unlock(page);
1548                         stat(s, FREE_SLAB);
1549                         discard_slab(s, page);
1550                 }
1551         }
1552 }
1553
1554 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1555 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1556 /*
1557  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1558  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1559  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1560  */
1561 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1562 #else
1563 /*
1564  * No preemption supported therefore also no need to check for
1565  * different cpus.
1566  */
1567 #define TID_STEP 1
1568 #endif
1569
1570 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1571 {
1572         return tid + TID_STEP;
1573 }
1574
1575 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1576 {
1577         return tid % TID_STEP;
1578 }
1579
1580 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1581 {
1582         return tid / TID_STEP;
1583 }
1584
1585 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1586 {
1587         return cpu;
1588 }
1589
1590 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1591                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1592 {
1593 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1594         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1595
1596         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1597
1598 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1599         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1600                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1601                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1602         else
1603 #endif
1604         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1605                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1606                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1607         else
1608                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1609                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1610 #endif
1611         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1612 }
1613
1614 #endif
1615
1616 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1617 {
1618 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1619         int cpu;
1620
1621         for_each_possible_cpu(cpu)
1622                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1623 #endif
1624
1625 }
1626 /*
1627  * Remove the cpu slab
1628  */
1629 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1630         __releases(bitlock)
1631 {
1632         struct page *page = c->page;
1633         int tail = 1;
1634
1635         if (page->freelist)
1636                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1637         /*
1638          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1639          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1640          * to occur.
1641          */
1642         while (unlikely(c->freelist)) {
1643                 void **object;
1644
1645                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1646
1647                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1648                 object = c->freelist;
1649                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1650
1651                 /* And put onto the regular freelist */
1652                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1653                 page->freelist = object;
1654                 page->inuse--;
1655         }
1656         c->page = NULL;
1657 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1658         c->tid = next_tid(c->tid);
1659 #endif
1660         unfreeze_slab(s, page, tail);
1661 }
1662
1663 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1664 {
1665         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1666         slab_lock(c->page);
1667         deactivate_slab(s, c);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Flush cpu slab.
1672  *
1673  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1674  */
1675 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1676 {
1677         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1678
1679         if (likely(c && c->page))
1680                 flush_slab(s, c);
1681 }
1682
1683 static void flush_cpu_slab(void *d)
1684 {
1685         struct kmem_cache *s = d;
1686
1687         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1688 }
1689
1690 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1691 {
1692         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1697  * locality expectations.
1698  */
1699 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1700 {
1701 #ifdef CONFIG_NUMA
1702         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1703                 return 0;
1704 #endif
1705         return 1;
1706 }
1707
1708 static int count_free(struct page *page)
1709 {
1710         return page->objects - page->inuse;
1711 }
1712
1713 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1714                                         int (*get_count)(struct page *))
1715 {
1716         unsigned long flags;
1717         unsigned long x = 0;
1718         struct page *page;
1719
1720         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1721         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1722                 x += get_count(page);
1723         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1724         return x;
1725 }
1726
1727 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1728 {
1729 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1730         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1731 #else
1732         return 0;
1733 #endif
1734 }
1735
1736 static noinline void
1737 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1738 {
1739         int node;
1740
1741         printk(KERN_WARNING
1742                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1743                 nid, gfpflags);
1744         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1745                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1746                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1747
1748         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1749                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1750                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1751
1752         for_each_online_node(node) {
1753                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1754                 unsigned long nr_slabs;
1755                 unsigned long nr_objs;
1756                 unsigned long nr_free;
1757
1758                 if (!n)
1759                         continue;
1760
1761                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1762                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1763                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1764
1765                 printk(KERN_WARNING
1766                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1767                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1768         }
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1773  * debugging duties.
1774  *
1775  * Interrupts are disabled.
1776  *
1777  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1778  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1779  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1780  *
1781  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1782  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1783  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1784  *
1785  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1786  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1787  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1788  */
1789 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1790                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1791 {
1792         void **object;
1793         struct page *new;
1794 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1795         unsigned long flags;
1796
1797         local_irq_save(flags);
1798 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1799         /*
1800          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1801          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1802          * pointer.
1803          */
1804         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1805 #endif
1806 #endif
1807
1808         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1809         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1810
1811         if (!c->page)
1812                 goto new_slab;
1813
1814         slab_lock(c->page);
1815         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1816                 goto another_slab;
1817
1818         stat(s, ALLOC_REFILL);
1819
1820 load_freelist:
1821         object = c->page->freelist;
1822         if (unlikely(!object))
1823                 goto another_slab;
1824         if (kmem_cache_debug(s))
1825                 goto debug;
1826
1827         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1828         c->page->inuse = c->page->objects;
1829         c->page->freelist = NULL;
1830         c->node = page_to_nid(c->page);
1831 unlock_out:
1832         slab_unlock(c->page);
1833 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1834         c->tid = next_tid(c->tid);
1835         local_irq_restore(flags);
1836 #endif
1837         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1838         return object;
1839
1840 another_slab:
1841         deactivate_slab(s, c);
1842
1843 new_slab:
1844         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1845         if (new) {
1846                 c->page = new;
1847                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1848                 goto load_freelist;
1849         }
1850
1851         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1852         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1853                 local_irq_enable();
1854
1855         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1856
1857         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1858                 local_irq_disable();
1859
1860         if (new) {
1861                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1862                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1863                 if (c->page)
1864                         flush_slab(s, c);
1865                 slab_lock(new);
1866                 __SetPageSlubFrozen(new);
1867                 c->page = new;
1868                 goto load_freelist;
1869         }
1870         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1871                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1872 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1873         local_irq_restore(flags);
1874 #endif
1875         return NULL;
1876 debug:
1877         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1878                 goto another_slab;
1879
1880         c->page->inuse++;
1881         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1882         c->node = NUMA_NO_NODE;
1883         goto unlock_out;
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1888  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1889  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1890  *
1891  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1892  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1893  *
1894  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1895  */
1896 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1897                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1898 {
1899         void **object;
1900         struct kmem_cache_cpu *c;
1901 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1902         unsigned long tid;
1903 #else
1904         unsigned long flags;
1905 #endif
1906
1907         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1908                 return NULL;
1909
1910 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1911         local_irq_save(flags);
1912 #else
1913 redo:
1914 #endif
1915
1916         /*
1917          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1918          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1919          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1920          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1921          */
1922         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1923
1924 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1925         /*
1926          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1927          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1928          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1929          * linked list in between.
1930          */
1931         tid = c->tid;
1932         barrier();
1933 #endif
1934
1935         object = c->freelist;
1936         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1937
1938                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1939
1940         else {
1941 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1942                 /*
1943                  * The cmpxchg will only match if there was no additonal
1944                  * operation and if we are on the right processor.
1945                  *
1946                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1947                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1948                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1949                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1950                  *
1951                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1952                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1953                  */
1954                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
1955                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1956                                 object, tid,
1957                                 get_freepointer(s, object), next_tid(tid)))) {
1958
1959                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1960                         goto redo;
1961                 }
1962 #else
1963                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1964 #endif
1965                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1966         }
1967
1968 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1969         local_irq_restore(flags);
1970 #endif
1971
1972         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1973                 memset(object, 0, s->objsize);
1974
1975         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1976
1977         return object;
1978 }
1979
1980 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1981 {
1982         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1983
1984         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1985
1986         return ret;
1987 }
1988 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1989
1990 #ifdef CONFIG_TRACING
1991 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1992 {
1993         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1994         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1995         return ret;
1996 }
1997 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1998
1999 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2000 {
2001         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2002         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2003         return ret;
2004 }
2005 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2006 #endif
2007
2008 #ifdef CONFIG_NUMA
2009 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2010 {
2011         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2012
2013         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2014                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2015
2016         return ret;
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2019
2020 #ifdef CONFIG_TRACING
2021 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2022                                     gfp_t gfpflags,
2023                                     int node, size_t size)
2024 {
2025         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2026
2027         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2028                            size, s->size, gfpflags, node);
2029         return ret;
2030 }
2031 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2032 #endif
2033 #endif
2034
2035 /*
2036  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2037  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2038  *
2039  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2040  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2041  * handling required then we can return immediately.
2042  */
2043 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2044                         void *x, unsigned long addr)
2045 {
2046         void *prior;
2047         void **object = (void *)x;
2048 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2049         unsigned long flags;
2050
2051         local_irq_save(flags);
2052 #endif
2053         slab_lock(page);
2054         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2055
2056         if (kmem_cache_debug(s))
2057                 goto debug;
2058
2059 checks_ok:
2060         prior = page->freelist;
2061         set_freepointer(s, object, prior);
2062         page->freelist = object;
2063         page->inuse--;
2064
2065         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2066                 stat(s, FREE_FROZEN);
2067                 goto out_unlock;
2068         }
2069
2070         if (unlikely(!page->inuse))
2071                 goto slab_empty;
2072
2073         /*
2074          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2075          * then add it.
2076          */
2077         if (unlikely(!prior)) {
2078                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2079                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2080         }
2081
2082 out_unlock:
2083         slab_unlock(page);
2084 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2085         local_irq_restore(flags);
2086 #endif
2087         return;
2088
2089 slab_empty:
2090         if (prior) {
2091                 /*
2092                  * Slab still on the partial list.
2093                  */
2094                 remove_partial(s, page);
2095                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2096         }
2097         slab_unlock(page);
2098 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2099         local_irq_restore(flags);
2100 #endif
2101         stat(s, FREE_SLAB);
2102         discard_slab(s, page);
2103         return;
2104
2105 debug:
2106         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
2107                 goto out_unlock;
2108         goto checks_ok;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2113  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2114  *
2115  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2116  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2117  * the item before.
2118  *
2119  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2120  * with all sorts of special processing.
2121  */
2122 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2123                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2124 {
2125         void **object = (void *)x;
2126         struct kmem_cache_cpu *c;
2127 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2128         unsigned long tid;
2129 #else
2130         unsigned long flags;
2131 #endif
2132
2133         slab_free_hook(s, x);
2134
2135 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2136         local_irq_save(flags);
2137
2138 #else
2139 redo:
2140 #endif
2141
2142         /*
2143          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2144          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2145          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2146          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2147          */
2148         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2149
2150 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2151         tid = c->tid;
2152         barrier();
2153 #endif
2154
2155         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
2156                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2157
2158 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2159                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2160                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2161                                 c->freelist, tid,
2162                                 object, next_tid(tid)))) {
2163
2164                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2165                         goto redo;
2166                 }
2167 #else
2168                 c->freelist = object;
2169 #endif
2170                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2171         } else
2172                 __slab_free(s, page, x, addr);
2173
2174 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2175         local_irq_restore(flags);
2176 #endif
2177 }
2178
2179 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2180 {
2181         struct page *page;
2182
2183         page = virt_to_head_page(x);
2184
2185         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2186
2187         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2188 }
2189 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2190
2191 /*
2192  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2193  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2194  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2195  * another.
2196  *
2197  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2198  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2199  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2200  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2201  * locking overhead.
2202  */
2203
2204 /*
2205  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2206  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2207  * and increases the number of allocations possible without having to
2208  * take the list_lock.
2209  */
2210 static int slub_min_order;
2211 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2212 static int slub_min_objects;
2213
2214 /*
2215  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2216  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2217  */
2218 static int slub_nomerge;
2219
2220 /*
2221  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2222  *
2223  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2224  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2225  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2226  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2227  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2228  * would be wasted.
2229  *
2230  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2231  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2232  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2233  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2234  *
2235  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2236  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2237  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2238  * of space in favor of a small page order.
2239  *
2240  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2241  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2242  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2243  * the smallest order which will fit the object.
2244  */
2245 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2246                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2247 {
2248         int order;
2249         int rem;
2250         int min_order = slub_min_order;
2251
2252         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2253                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2254
2255         for (order = max(min_order,
2256                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2257                         order <= max_order; order++) {
2258
2259                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2260
2261                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2262                         continue;
2263
2264                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2265
2266                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2267                         break;
2268
2269         }
2270
2271         return order;
2272 }
2273
2274 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2275 {
2276         int order;
2277         int min_objects;
2278         int fraction;
2279         int max_objects;
2280
2281         /*
2282          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2283          * works by first attempting to generate a layout with
2284          * the best configuration and backing off gradually.
2285          *
2286          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2287          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2288          */
2289         min_objects = slub_min_objects;
2290         if (!min_objects)
2291                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2292         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2293         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2294
2295         while (min_objects > 1) {
2296                 fraction = 16;
2297                 while (fraction >= 4) {
2298                         order = slab_order(size, min_objects,
2299                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2300                         if (order <= slub_max_order)
2301                                 return order;
2302                         fraction /= 2;
2303                 }
2304                 min_objects--;
2305         }
2306
2307         /*
2308          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2309          * lets see if we can place a single object there.
2310          */
2311         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2312         if (order <= slub_max_order)
2313                 return order;
2314
2315         /*
2316          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2317          */
2318         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2319         if (order < MAX_ORDER)
2320                 return order;
2321         return -ENOSYS;
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2326  */
2327 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2328                 unsigned long align, unsigned long size)
2329 {
2330         /*
2331          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2332          * suggestion if the object is sufficiently large.
2333          *
2334          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2335          * alignment though. If that is greater then use it.
2336          */
2337         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2338                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2339                 while (size <= ralign / 2)
2340                         ralign /= 2;
2341                 align = max(align, ralign);
2342         }
2343
2344         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2345                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2346
2347         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2348 }
2349
2350 static void
2351 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2352 {
2353         n->nr_partial = 0;
2354         spin_lock_init(&n->list_lock);
2355         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2356 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2357         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2358         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2359         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2360 #endif
2361 }
2362
2363 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2364 {
2365         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2366                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2367
2368 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2369         /*
2370          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg instructions
2371          * to work.
2372          */
2373         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu), 2 * sizeof(void *));
2374 #else
2375         /* Regular alignment is sufficient */
2376         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2377 #endif
2378
2379         if (!s->cpu_slab)
2380                 return 0;
2381
2382         init_kmem_cache_cpus(s);
2383
2384         return 1;
2385 }
2386
2387 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2388
2389 /*
2390  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2391  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2392  * possible.
2393  *
2394  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2395  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2396  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2397  */
2398 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2399 {
2400         struct page *page;
2401         struct kmem_cache_node *n;
2402         unsigned long flags;
2403
2404         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2405
2406         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2407
2408         BUG_ON(!page);
2409         if (page_to_nid(page) != node) {
2410                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2411                                 "node %d\n", node);
2412                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2413                                 "in order to be able to continue\n");
2414         }
2415
2416         n = page->freelist;
2417         BUG_ON(!n);
2418         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2419         page->inuse++;
2420         kmem_cache_node->node[node] = n;
2421 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2422         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2423         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2424 #endif
2425         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2426         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2427
2428         /*
2429          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2430          * so even though there cannot be a race this early in
2431          * the boot sequence, we still disable irqs.
2432          */
2433         local_irq_save(flags);
2434         add_partial(n, page, 0);
2435         local_irq_restore(flags);
2436 }
2437
2438 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2439 {
2440         int node;
2441
2442         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2443                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2444
2445                 if (n)
2446                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2447
2448                 s->node[node] = NULL;
2449         }
2450 }
2451
2452 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2453 {
2454         int node;
2455
2456         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2457                 struct kmem_cache_node *n;
2458
2459                 if (slab_state == DOWN) {
2460                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2461                         continue;
2462                 }
2463                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2464                                                 GFP_KERNEL, node);
2465
2466                 if (!n) {
2467                         free_kmem_cache_nodes(s);
2468                         return 0;
2469                 }
2470
2471                 s->node[node] = n;
2472                 init_kmem_cache_node(n, s);
2473         }
2474         return 1;
2475 }
2476
2477 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2478 {
2479         if (min < MIN_PARTIAL)
2480                 min = MIN_PARTIAL;
2481         else if (min > MAX_PARTIAL)
2482                 min = MAX_PARTIAL;
2483         s->min_partial = min;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2488  * a slab object.
2489  */
2490 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2491 {
2492         unsigned long flags = s->flags;
2493         unsigned long size = s->objsize;
2494         unsigned long align = s->align;
2495         int order;
2496
2497         /*
2498          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2499          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2500          * the possible location of the free pointer.
2501          */
2502         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2503
2504 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2505         /*
2506          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2507          * the slab may touch the object after free or before allocation
2508          * then we should never poison the object itself.
2509          */
2510         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2511                         !s->ctor)
2512                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2513         else
2514                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2515
2516
2517         /*
2518          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2519          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2520          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2521          */
2522         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2523                 size += sizeof(void *);
2524 #endif
2525
2526         /*
2527          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2528          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2529          */
2530         s->inuse = size;
2531
2532         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2533                 s->ctor)) {
2534                 /*
2535                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2536                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2537                  * kmem_cache_free.
2538                  *
2539                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2540                  * destructor or are poisoning the objects.
2541                  */
2542                 s->offset = size;
2543                 size += sizeof(void *);
2544         }
2545
2546 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2547         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2548                 /*
2549                  * Need to store information about allocs and frees after
2550                  * the object.
2551                  */
2552                 size += 2 * sizeof(struct track);
2553
2554         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2555                 /*
2556                  * Add some empty padding so that we can catch
2557                  * overwrites from earlier objects rather than let
2558                  * tracking information or the free pointer be
2559                  * corrupted if a user writes before the start
2560                  * of the object.
2561                  */
2562                 size += sizeof(void *);
2563 #endif
2564
2565         /*
2566          * Determine the alignment based on various parameters that the
2567          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2568          * on bootup.
2569          */
2570         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2571         s->align = align;
2572
2573         /*
2574          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2575          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2576          * each object to conform to the alignment.
2577          */
2578         size = ALIGN(size, align);
2579         s->size = size;
2580         if (forced_order >= 0)
2581                 order = forced_order;
2582         else
2583                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2584
2585         if (order < 0)
2586                 return 0;
2587
2588         s->allocflags = 0;
2589         if (order)
2590                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2591
2592         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2593                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2594
2595         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2596                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2597
2598         /*
2599          * Determine the number of objects per slab
2600          */
2601         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2602         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2603         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2604                 s->max = s->oo;
2605
2606         return !!oo_objects(s->oo);
2607
2608 }
2609
2610 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2611                 const char *name, size_t size,
2612                 size_t align, unsigned long flags,
2613                 void (*ctor)(void *))
2614 {
2615         memset(s, 0, kmem_size);
2616         s->name = name;
2617         s->ctor = ctor;
2618         s->objsize = size;
2619         s->align = align;
2620         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2621         s->reserved = 0;
2622
2623         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2624                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2625
2626         if (!calculate_sizes(s, -1))
2627                 goto error;
2628         if (disable_higher_order_debug) {
2629                 /*
2630                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2631                  * order increased.
2632                  */
2633                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2634                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2635                         s->offset = 0;
2636                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2637                                 goto error;
2638                 }
2639         }
2640
2641         /*
2642          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2643          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2644          */
2645         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2646         s->refcount = 1;
2647 #ifdef CONFIG_NUMA
2648         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2649 #endif
2650         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2651                 goto error;
2652
2653         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2654                 return 1;
2655
2656         free_kmem_cache_nodes(s);
2657 error:
2658         if (flags & SLAB_PANIC)
2659                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2660                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2661                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2662                         s->offset, flags);
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Determine the size of a slab object
2668  */
2669 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2670 {
2671         return s->objsize;
2672 }
2673 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2674
2675 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2676                                                         const char *text)
2677 {
2678 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2679         void *addr = page_address(page);
2680         void *p;
2681         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2682                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2683         if (!map)
2684                 return;
2685         slab_err(s, page, "%s", text);
2686         slab_lock(page);
2687
2688         get_map(s, page, map);
2689         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2690
2691                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2692                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2693                                                         p, p - addr);
2694                         print_tracking(s, p);
2695                 }
2696         }
2697         slab_unlock(page);
2698         kfree(map);
2699 #endif
2700 }
2701
2702 /*
2703  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2704  */
2705 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2706 {
2707         unsigned long flags;
2708         struct page *page, *h;
2709
2710         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2711         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2712                 if (!page->inuse) {
2713                         __remove_partial(n, page);
2714                         discard_slab(s, page);
2715                 } else {
2716                         list_slab_objects(s, page,
2717                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2718                 }
2719         }
2720         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2721 }
2722
2723 /*
2724  * Release all resources used by a slab cache.
2725  */
2726 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2727 {
2728         int node;
2729
2730         flush_all(s);
2731         free_percpu(s->cpu_slab);
2732         /* Attempt to free all objects */
2733         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2734                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2735
2736                 free_partial(s, n);
2737                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2738                         return 1;
2739         }
2740         free_kmem_cache_nodes(s);
2741         return 0;
2742 }
2743
2744 /*
2745  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2746  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2747  */
2748 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2749 {
2750         down_write(&slub_lock);
2751         s->refcount--;
2752         if (!s->refcount) {
2753                 list_del(&s->list);
2754                 if (kmem_cache_close(s)) {
2755                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2756                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2757                         dump_stack();
2758                 }
2759                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2760                         rcu_barrier();
2761                 sysfs_slab_remove(s);
2762         }
2763         up_write(&slub_lock);
2764 }
2765 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2766
2767 /********************************************************************
2768  *              Kmalloc subsystem
2769  *******************************************************************/
2770
2771 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2772 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2773
2774 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2775
2776 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2777 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2778 #endif
2779
2780 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2781 {
2782         get_option(&str, &slub_min_order);
2783
2784         return 1;
2785 }
2786
2787 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2788
2789 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2790 {
2791         get_option(&str, &slub_max_order);
2792         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2793
2794         return 1;
2795 }
2796
2797 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2798
2799 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2800 {
2801         get_option(&str, &slub_min_objects);
2802
2803         return 1;
2804 }
2805
2806 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2807
2808 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2809 {
2810         slub_nomerge = 1;
2811         return 1;
2812 }
2813
2814 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2815
2816 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2817                                                 int size, unsigned int flags)
2818 {
2819         struct kmem_cache *s;
2820
2821         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2822
2823         /*
2824          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2825          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2826          */
2827         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2828                                                                 flags, NULL))
2829                 goto panic;
2830
2831         list_add(&s->list, &slab_caches);
2832         return s;
2833
2834 panic:
2835         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2836         return NULL;
2837 }
2838
2839 /*
2840  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2841  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2842  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2843  * fls.
2844  */
2845 static s8 size_index[24] = {
2846         3,      /* 8 */
2847         4,      /* 16 */
2848         5,      /* 24 */
2849         5,      /* 32 */
2850         6,      /* 40 */
2851         6,      /* 48 */
2852         6,      /* 56 */
2853         6,      /* 64 */
2854         1,      /* 72 */
2855         1,      /* 80 */
2856         1,      /* 88 */
2857         1,      /* 96 */
2858         7,      /* 104 */
2859         7,      /* 112 */
2860         7,      /* 120 */
2861         7,      /* 128 */
2862         2,      /* 136 */
2863         2,      /* 144 */
2864         2,      /* 152 */
2865         2,      /* 160 */
2866         2,      /* 168 */
2867         2,      /* 176 */
2868         2,      /* 184 */
2869         2       /* 192 */
2870 };
2871
2872 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2873 {
2874         return (bytes - 1) / 8;
2875 }
2876
2877 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2878 {
2879         int index;
2880
2881         if (size <= 192) {
2882                 if (!size)
2883                         return ZERO_SIZE_PTR;
2884
2885                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2886         } else
2887                 index = fls(size - 1);
2888
2889 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2890         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2891                 return kmalloc_dma_caches[index];
2892
2893 #endif
2894         return kmalloc_caches[index];
2895 }
2896
2897 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2898 {
2899         struct kmem_cache *s;
2900         void *ret;
2901
2902         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2903                 return kmalloc_large(size, flags);
2904
2905         s = get_slab(size, flags);
2906
2907         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2908                 return s;
2909
2910         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2911
2912         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2913
2914         return ret;
2915 }
2916 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2917
2918 #ifdef CONFIG_NUMA
2919 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2920 {
2921         struct page *page;
2922         void *ptr = NULL;
2923
2924         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2925         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2926         if (page)
2927                 ptr = page_address(page);
2928
2929         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2930         return ptr;
2931 }
2932
2933 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2934 {
2935         struct kmem_cache *s;
2936         void *ret;
2937
2938         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2939                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2940
2941                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2942                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2943                                    flags, node);
2944
2945                 return ret;
2946         }
2947
2948         s = get_slab(size, flags);
2949
2950         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2951                 return s;
2952
2953         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2954
2955         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2956
2957         return ret;
2958 }
2959 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2960 #endif
2961
2962 size_t ksize(const void *object)
2963 {
2964         struct page *page;
2965
2966         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2967                 return 0;
2968
2969         page = virt_to_head_page(object);
2970
2971         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2972                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2973                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2974         }
2975
2976         return slab_ksize(page->slab);
2977 }
2978 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2979
2980 void kfree(const void *x)
2981 {
2982         struct page *page;
2983         void *object = (void *)x;
2984
2985         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2986
2987         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2988                 return;
2989
2990         page = virt_to_head_page(x);
2991         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2992                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2993                 kmemleak_free(x);
2994                 put_page(page);
2995                 return;
2996         }
2997         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3000
3001 /*
3002  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3003  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3004  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3005  * and thus they can be removed from the partial lists.
3006  *
3007  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3008  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3009  * are freed in them.
3010  */
3011 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3012 {
3013         int node;
3014         int i;
3015         struct kmem_cache_node *n;
3016         struct page *page;
3017         struct page *t;
3018         int objects = oo_objects(s->max);
3019         struct list_head *slabs_by_inuse =
3020                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3021         unsigned long flags;
3022
3023         if (!slabs_by_inuse)
3024                 return -ENOMEM;
3025
3026         flush_all(s);
3027         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3028                 n = get_node(s, node);
3029
3030                 if (!n->nr_partial)
3031                         continue;
3032
3033                 for (i = 0; i < objects; i++)
3034                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3035
3036                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3037
3038                 /*
3039                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3040                  *
3041                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3042                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3043                  */
3044                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3045                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3046                                 /*
3047                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3048                                  * may have freed the last object and be
3049                                  * waiting to release the slab.
3050                                  */
3051                                 __remove_partial(n, page);
3052                                 slab_unlock(page);
3053                                 discard_slab(s, page);
3054                         } else {
3055                                 list_move(&page->lru,
3056                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3057                         }
3058                 }
3059
3060                 /*
3061                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3062                  * first and the least used slabs at the end.
3063                  */
3064                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3065                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3066
3067                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3068         }
3069
3070         kfree(slabs_by_inuse);
3071         return 0;
3072 }
3073 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3074
3075 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3076 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3077 {
3078         struct kmem_cache *s;
3079
3080         down_read(&slub_lock);
3081         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3082                 kmem_cache_shrink(s);
3083         up_read(&slub_lock);
3084
3085         return 0;
3086 }
3087
3088 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3089 {
3090         struct kmem_cache_node *n;
3091         struct kmem_cache *s;
3092         struct memory_notify *marg = arg;
3093         int offline_node;
3094
3095         offline_node = marg->status_change_nid;
3096
3097         /*
3098          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3099          * for it yet.
3100          */
3101         if (offline_node < 0)
3102                 return;
3103
3104         down_read(&slub_lock);
3105         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3106                 n = get_node(s, offline_node);
3107                 if (n) {
3108                         /*
3109                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3110                          * that is going down. We were unable to free them,
3111                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3112                          * callback. So, we must fail.
3113                          */
3114                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3115
3116                         s->node[offline_node] = NULL;
3117                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3118                 }
3119         }
3120         up_read(&slub_lock);
3121 }
3122
3123 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3124 {
3125         struct kmem_cache_node *n;
3126         struct kmem_cache *s;
3127         struct memory_notify *marg = arg;
3128         int nid = marg->status_change_nid;
3129         int ret = 0;
3130
3131         /*
3132          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3133          * already created. Nothing to do.
3134          */
3135         if (nid < 0)
3136                 return 0;
3137
3138         /*
3139          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3140          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3141          * online.
3142          */
3143         down_read(&slub_lock);
3144         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3145                 /*
3146                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3147                  *      since memory is not yet available from the node that
3148                  *      is brought up.
3149                  */
3150                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3151                 if (!n) {
3152                         ret = -ENOMEM;
3153                         goto out;
3154                 }
3155                 init_kmem_cache_node(n, s);
3156                 s->node[nid] = n;
3157         }
3158 out:
3159         up_read(&slub_lock);
3160         return ret;
3161 }
3162
3163 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3164                                 unsigned long action, void *arg)
3165 {
3166         int ret = 0;
3167
3168         switch (action) {
3169         case MEM_GOING_ONLINE:
3170                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3171                 break;
3172         case MEM_GOING_OFFLINE:
3173                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3174                 break;
3175         case MEM_OFFLINE:
3176         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3177                 slab_mem_offline_callback(arg);
3178                 break;
3179         case MEM_ONLINE:
3180         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3181                 break;
3182         }
3183         if (ret)
3184                 ret = notifier_from_errno(ret);
3185         else
3186                 ret = NOTIFY_OK;
3187         return ret;
3188 }
3189
3190 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3191
3192 /********************************************************************
3193  *                      Basic setup of slabs
3194  *******************************************************************/
3195
3196 /*
3197  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3198  * the page allocator
3199  */
3200
3201 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3202 {
3203         int node;
3204
3205         list_add(&s->list, &slab_caches);
3206         s->refcount = -1;
3207
3208         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3209                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3210                 struct page *p;
3211
3212                 if (n) {
3213                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3214                                 p->slab = s;
3215
3216 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3217                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3218                                 p->slab = s;
3219 #endif
3220                 }
3221         }
3222 }
3223
3224 void __init kmem_cache_init(void)
3225 {
3226         int i;
3227         int caches = 0;
3228         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3229         int order;
3230         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3231         unsigned long kmalloc_size;
3232
3233         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3234                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3235
3236         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3237         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3238         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3239         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3240
3241         /*
3242          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3243          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3244          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3245          */
3246         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3247
3248         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3249                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3250                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3251
3252         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3253
3254         /* Able to allocate the per node structures */
3255         slab_state = PARTIAL;
3256
3257         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3258         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3259                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3260         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3261         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3262
3263         /*
3264          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3265          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3266          * update any list pointers.
3267          */
3268         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3269
3270         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3271         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3272
3273         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3274
3275         caches++;
3276         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3277         caches++;
3278         /* Free temporary boot structure */
3279         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3280
3281         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3282
3283         /*
3284          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3285          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3286          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3287          *
3288          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3289          * handle the index determination for the smaller caches.
3290          *
3291          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3292          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3293          */
3294         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3295                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3296
3297         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3298                 int elem = size_index_elem(i);
3299                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3300                         break;
3301                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3302         }
3303
3304         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3305                 /*
3306                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3307                  * is 64 byte.
3308                  */
3309                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3310                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3311         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3312                 /*
3313                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3314                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3315                  * instead.
3316                  */
3317                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3318                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3319         }
3320
3321         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3322         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3323                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3324                 caches++;
3325         }
3326
3327         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3328                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3329                 caches++;
3330         }
3331
3332         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3333                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3334                 caches++;
3335         }
3336
3337         slab_state = UP;
3338
3339         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3340         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3341                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3342                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3343         }
3344
3345         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3346                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3347                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3348         }
3349
3350         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3351                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3352
3353                 BUG_ON(!s);
3354                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3355         }
3356
3357 #ifdef CONFIG_SMP
3358         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3359 #endif
3360
3361 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3362         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3363                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3364
3365                 if (s && s->size) {
3366                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3367                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3368
3369                         BUG_ON(!name);
3370                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3371                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3372                 }
3373         }
3374 #endif
3375         printk(KERN_INFO
3376                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3377                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3378                 caches, cache_line_size(),
3379                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3380                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3381 }
3382
3383 void __init kmem_cache_init_late(void)
3384 {
3385 }
3386
3387 /*
3388  * Find a mergeable slab cache
3389  */
3390 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3391 {
3392         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3393                 return 1;
3394
3395         if (s->ctor)
3396                 return 1;
3397
3398         /*
3399          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3400          */
3401         if (s->refcount < 0)
3402                 return 1;
3403
3404         return 0;
3405 }
3406
3407 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3408                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3409                 void (*ctor)(void *))
3410 {
3411         struct kmem_cache *s;
3412
3413         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3414                 return NULL;
3415
3416         if (ctor)
3417                 return NULL;
3418
3419         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3420         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3421         size = ALIGN(size, align);
3422         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3423
3424         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3425                 if (slab_unmergeable(s))
3426                         continue;
3427
3428                 if (size > s->size)
3429                         continue;
3430
3431                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3432                                 continue;
3433                 /*
3434                  * Check if alignment is compatible.
3435                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3436                  */
3437                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3438                         continue;
3439
3440                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3441                         continue;
3442
3443                 return s;
3444         }
3445         return NULL;
3446 }
3447
3448 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3449                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3450 {
3451         struct kmem_cache *s;
3452         char *n;
3453
3454         if (WARN_ON(!name))
3455                 return NULL;
3456
3457         down_write(&slub_lock);
3458         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3459         if (s) {
3460                 s->refcount++;
3461                 /*
3462                  * Adjust the object sizes so that we clear
3463                  * the complete object on kzalloc.
3464                  */
3465                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3466                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3467
3468                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3469                         s->refcount--;
3470                         goto err;
3471                 }
3472                 up_write(&slub_lock);
3473                 return s;
3474         }
3475
3476         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3477         if (!n)
3478                 goto err;
3479
3480         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3481         if (s) {
3482                 if (kmem_cache_open(s, n,
3483                                 size, align, flags, ctor)) {
3484                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3485                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3486                                 list_del(&s->list);
3487                                 kfree(n);
3488                                 kfree(s);
3489                                 goto err;
3490                         }
3491                         up_write(&slub_lock);
3492                         return s;
3493                 }
3494                 kfree(n);
3495                 kfree(s);
3496         }
3497 err:
3498         up_write(&slub_lock);
3499
3500         if (flags & SLAB_PANIC)
3501                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3502         else
3503                 s = NULL;
3504         return s;
3505 }
3506 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3507
3508 #ifdef CONFIG_SMP
3509 /*
3510  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3511  * necessary.
3512  */
3513 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3514                 unsigned long action, void *hcpu)
3515 {
3516         long cpu = (long)hcpu;
3517         struct kmem_cache *s;
3518         unsigned long flags;
3519
3520         switch (action) {
3521         case CPU_UP_CANCELED:
3522         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3523         case CPU_DEAD:
3524         case CPU_DEAD_FROZEN:
3525                 down_read(&slub_lock);
3526                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3527                         local_irq_save(flags);
3528                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3529                         local_irq_restore(flags);
3530                 }
3531                 up_read(&slub_lock);
3532                 break;
3533         default:
3534                 break;
3535         }
3536         return NOTIFY_OK;
3537 }
3538
3539 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3540         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3541 };
3542
3543 #endif
3544
3545 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3546 {
3547         struct kmem_cache *s;
3548         void *ret;
3549
3550         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3551                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3552
3553         s = get_slab(size, gfpflags);
3554
3555         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3556                 return s;
3557
3558         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3559
3560         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3561         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3562
3563         return ret;
3564 }
3565
3566 #ifdef CONFIG_NUMA
3567 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3568                                         int node, unsigned long caller)
3569 {
3570         struct kmem_cache *s;
3571         void *ret;
3572
3573         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3574                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3575
3576                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3577                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3578                                    gfpflags, node);
3579
3580                 return ret;
3581         }
3582
3583         s = get_slab(size, gfpflags);
3584
3585         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3586                 return s;
3587
3588         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3589
3590         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3591         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3592
3593         return ret;
3594 }
3595 #endif
3596
3597 #ifdef CONFIG_SYSFS
3598 static int count_inuse(struct page *page)
3599 {
3600         return page->inuse;
3601 }
3602
3603 static int count_total(struct page *page)
3604 {
3605         return page->objects;
3606 }
3607 #endif
3608
3609 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3610 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3611                                                 unsigned long *map)
3612 {
3613         void *p;
3614         void *addr = page_address(page);
3615
3616         if (!check_slab(s, page) ||
3617                         !on_freelist(s, page, NULL))
3618                 return 0;
3619
3620         /* Now we know that a valid freelist exists */
3621         bitmap_zero(map, page->objects);
3622
3623         get_map(s, page, map);
3624         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3625                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3626                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3627                                 return 0;
3628         }
3629
3630         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3631                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3632                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3633                                 return 0;
3634         return 1;
3635 }
3636
3637 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3638                                                 unsigned long *map)
3639 {
3640         if (slab_trylock(page)) {
3641                 validate_slab(s, page, map);
3642                 slab_unlock(page);
3643         } else
3644                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3645                         s->name, page);
3646 }
3647
3648 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3649                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3650 {
3651         unsigned long count = 0;
3652         struct page *page;
3653         unsigned long flags;
3654
3655         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3656
3657         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3658                 validate_slab_slab(s, page, map);
3659                 count++;
3660         }
3661         if (count != n->nr_partial)
3662                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3663                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3664
3665         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3666                 goto out;
3667
3668         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3669                 validate_slab_slab(s, page, map);
3670                 count++;
3671         }
3672         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3673                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3674                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3675                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3676
3677 out:
3678         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3679         return count;
3680 }
3681
3682 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3683 {
3684         int node;
3685         unsigned long count = 0;
3686         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3687                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3688
3689         if (!map)
3690                 return -ENOMEM;
3691
3692         flush_all(s);
3693         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3694                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3695
3696                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3697         }
3698         kfree(map);
3699         return count;
3700 }
3701 /*
3702  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3703  * and freed.
3704  */
3705
3706 struct location {
3707         unsigned long count;
3708         unsigned long addr;
3709         long long sum_time;
3710         long min_time;
3711         long max_time;
3712         long min_pid;
3713         long max_pid;
3714         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3715         nodemask_t nodes;
3716 };
3717
3718 struct loc_track {
3719         unsigned long max;
3720         unsigned long count;
3721         struct location *loc;
3722 };
3723
3724 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3725 {
3726         if (t->max)
3727                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3728                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3729 }
3730
3731 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3732 {
3733         struct location *l;
3734         int order;
3735
3736         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3737
3738         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3739         if (!l)
3740                 return 0;
3741
3742         if (t->count) {
3743                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3744                 free_loc_track(t);
3745         }
3746         t->max = max;
3747         t->loc = l;
3748         return 1;
3749 }
3750
3751 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3752                                 const struct track *track)
3753 {
3754         long start, end, pos;
3755         struct location *l;
3756         unsigned long caddr;
3757         unsigned long age = jiffies - track->when;
3758
3759         start = -1;
3760         end = t->count;
3761
3762         for ( ; ; ) {
3763                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3764
3765                 /*
3766                  * There is nothing at "end". If we end up there
3767                  * we need to add something to before end.
3768                  */
3769                 if (pos == end)
3770                         break;
3771
3772                 caddr = t->loc[pos].addr;
3773                 if (track->addr == caddr) {
3774
3775                         l = &t->loc[pos];
3776                         l->count++;
3777                         if (track->when) {
3778                                 l->sum_time += age;
3779                                 if (age < l->min_time)
3780                                         l->min_time = age;
3781                                 if (age > l->max_time)
3782                                         l->max_time = age;
3783
3784                                 if (track->pid < l->min_pid)
3785                                         l->min_pid = track->pid;
3786                                 if (track->pid > l->max_pid)
3787                                         l->max_pid = track->pid;
3788
3789                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3790                                                 to_cpumask(l->cpus));
3791                         }
3792                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3793                         return 1;
3794                 }
3795
3796                 if (track->addr < caddr)
3797                         end = pos;
3798                 else
3799                         start = pos;
3800         }
3801
3802         /*
3803          * Not found. Insert new tracking element.
3804          */
3805         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3806                 return 0;
3807
3808         l = t->loc + pos;
3809         if (pos < t->count)
3810                 memmove(l + 1, l,
3811                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3812         t->count++;
3813         l->count = 1;
3814         l->addr = track->addr;
3815         l->sum_time = age;
3816         l->min_time = age;
3817         l->max_time = age;
3818         l->min_pid = track->pid;
3819         l->max_pid = track->pid;
3820         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3821         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3822         nodes_clear(l->nodes);
3823         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3824         return 1;
3825 }
3826
3827 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3828                 struct page *page, enum track_item alloc,
3829                 unsigned long *map)
3830 {
3831         void *addr = page_address(page);
3832         void *p;
3833
3834         bitmap_zero(map, page->objects);
3835         get_map(s, page, map);
3836
3837         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3838                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3839                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3840 }
3841
3842 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3843                                         enum track_item alloc)
3844 {
3845         int len = 0;
3846         unsigned long i;
3847         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3848         int node;
3849         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3850                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3851
3852         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3853                                      GFP_TEMPORARY)) {
3854                 kfree(map);
3855                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3856         }
3857         /* Push back cpu slabs */
3858         flush_all(s);
3859
3860         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3861                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3862                 unsigned long flags;
3863                 struct page *page;
3864
3865                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3866                         continue;
3867
3868                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3869                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3870                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3871                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3872                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3873                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3874         }
3875
3876         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3877                 struct location *l = &t.loc[i];
3878
3879                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3880                         break;
3881                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3882
3883                 if (l->addr)
3884                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3885                 else
3886                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3887
3888                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3889                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3890                                 l->min_time,
3891                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3892                                 l->max_time);
3893                 } else
3894                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3895                                 l->min_time);
3896
3897                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3898                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3899                                 l->min_pid, l->max_pid);
3900                 else
3901                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3902                                 l->min_pid);
3903
3904                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3905                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3906                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3907                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3908                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3909                                                  to_cpumask(l->cpus));
3910                 }
3911
3912                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3913                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3914                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3915                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3916                                         l->nodes);
3917                 }
3918
3919                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3920         }
3921
3922         free_loc_track(&t);
3923         kfree(map);
3924         if (!t.count)
3925                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3926         return len;
3927 }
3928 #endif
3929
3930 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3931 static void resiliency_test(void)
3932 {
3933         u8 *p;
3934
3935         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3936
3937         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3938         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3939         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3940
3941         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3942         p[16] = 0x12;
3943         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3944                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3945
3946         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3947
3948         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3949         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3950         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3951         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3952                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3953         printk(KERN_ERR
3954                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3955
3956         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3957         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3958         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3959         *p = 0x56;
3960         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3961                                                                         p);
3962         printk(KERN_ERR
3963                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3964         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3965
3966         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3967         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3968         kfree(p);
3969         *p = 0x78;
3970         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3971         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3972
3973         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3974         kfree(p);
3975         p[50] = 0x9a;
3976         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3977                         p);
3978         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3979
3980         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3981         kfree(p);
3982         p[512] = 0xab;
3983         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3984         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3985 }
3986 #else
3987 #ifdef CONFIG_SYSFS
3988 static void resiliency_test(void) {};
3989 #endif
3990 #endif
3991
3992 #ifdef CONFIG_SYSFS
3993 enum slab_stat_type {
3994         SL_ALL,                 /* All slabs */
3995         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3996         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3997         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3998         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3999 };
4000
4001 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4002 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4003 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4004 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4005 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4006
4007 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4008                             char *buf, unsigned long flags)
4009 {
4010         unsigned long total = 0;
4011         int node;
4012         int x;
4013         unsigned long *nodes;
4014         unsigned long *per_cpu;
4015
4016         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4017         if (!nodes)
4018                 return -ENOMEM;
4019         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4020
4021         if (flags & SO_CPU) {
4022                 int cpu;
4023
4024                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4025                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4026
4027                         if (!c || c->node < 0)
4028                                 continue;
4029
4030                         if (c->page) {
4031                                         if (flags & SO_TOTAL)
4032                                                 x = c->page->objects;
4033                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4034                                         x = c->page->inuse;
4035                                 else
4036                                         x = 1;
4037
4038                                 total += x;
4039                                 nodes[c->node] += x;
4040                         }
4041                         per_cpu[c->node]++;
4042                 }
4043         }
4044
4045         lock_memory_hotplug();
4046 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4047         if (flags & SO_ALL) {
4048                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4049                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4050
4051                 if (flags & SO_TOTAL)
4052                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4053                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4054                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4055                                 count_partial(n, count_free);
4056
4057                         else
4058                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4059                         total += x;
4060                         nodes[node] += x;
4061                 }
4062
4063         } else
4064 #endif
4065         if (flags & SO_PARTIAL) {
4066                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4067                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4068
4069                         if (flags & SO_TOTAL)
4070                                 x = count_partial(n, count_total);
4071                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4072                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4073                         else
4074                                 x = n->nr_partial;
4075                         total += x;
4076                         nodes[node] += x;
4077                 }
4078         }
4079         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4080 #ifdef CONFIG_NUMA
4081         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4082                 if (nodes[node])
4083                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4084                                         node, nodes[node]);
4085 #endif
4086         unlock_memory_hotplug();
4087         kfree(nodes);
4088         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4089 }
4090
4091 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4092 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4093 {
4094         int node;
4095
4096         for_each_online_node(node) {
4097                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4098
4099                 if (!n)
4100                         continue;
4101
4102                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4103                         return 1;
4104         }
4105         return 0;
4106 }
4107 #endif
4108
4109 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4110 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4111
4112 struct slab_attribute {
4113         struct attribute attr;
4114         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4115         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4116 };
4117
4118 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4119         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4120
4121 #define SLAB_ATTR(_name) \
4122         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4123         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4124
4125 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4126 {
4127         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4128 }
4129 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4130
4131 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4132 {
4133         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4134 }
4135 SLAB_ATTR_RO(align);
4136
4137 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4138 {
4139         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4140 }
4141 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4142
4143 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4144 {
4145         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4146 }
4147 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4148
4149 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4150                                 const char *buf, size_t length)
4151 {
4152         unsigned long order;
4153         int err;
4154
4155         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4156         if (err)
4157                 return err;
4158
4159         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4160                 return -EINVAL;
4161
4162         calculate_sizes(s, order);
4163         return length;
4164 }
4165
4166 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4167 {
4168         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4169 }
4170 SLAB_ATTR(order);
4171
4172 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4173 {
4174         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4175 }
4176
4177 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4178                                  size_t length)
4179 {
4180         unsigned long min;
4181         int err;
4182
4183         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4184         if (err)
4185                 return err;
4186
4187         set_min_partial(s, min);
4188         return length;
4189 }
4190 SLAB_ATTR(min_partial);
4191
4192 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4193 {
4194         if (!s->ctor)
4195                 return 0;
4196         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4197 }
4198 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4199
4200 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4201 {
4202         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4203 }
4204 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4205
4206 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4207 {
4208         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4209 }
4210 SLAB_ATTR_RO(partial);
4211
4212 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4213 {
4214         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4215 }
4216 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4217
4218 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4219 {
4220         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4221 }
4222 SLAB_ATTR_RO(objects);
4223
4224 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4225 {
4226         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4227 }
4228 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4229
4230 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4231 {
4232         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4233 }
4234
4235 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4236                                 const char *buf, size_t length)
4237 {
4238         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4239         if (buf[0] == '1')
4240                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4241         return length;
4242 }
4243 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4244
4245 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4246 {
4247         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4248 }
4249 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4250
4251 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4252 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4253 {
4254         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4255 }
4256 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4257 #endif
4258
4259 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4260 {
4261         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4262 }
4263 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4264
4265 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4266 {
4267         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4268 }
4269 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4270
4271 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4272 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4273 {
4274         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4275 }
4276 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4277
4278 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4279 {
4280         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4281 }
4282 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4283
4284 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4285 {
4286         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4287 }
4288
4289 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4290                                 const char *buf, size_t length)
4291 {
4292         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4293         if (buf[0] == '1')
4294                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4295         return length;
4296 }
4297 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4298
4299 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4300 {
4301         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4302 }
4303
4304 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4305                                                         size_t length)
4306 {
4307         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4308         if (buf[0] == '1')
4309                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4310         return length;
4311 }
4312 SLAB_ATTR(trace);
4313
4314 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4315 {
4316         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4317 }
4318
4319 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4320                                 const char *buf, size_t length)
4321 {
4322         if (any_slab_objects(s))
4323                 return -EBUSY;
4324
4325         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4326         if (buf[0] == '1')
4327                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4328         calculate_sizes(s, -1);
4329         return length;
4330 }
4331 SLAB_ATTR(red_zone);
4332
4333 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4334 {
4335         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4336 }
4337
4338 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4339                                 const char *buf, size_t length)
4340 {
4341         if (any_slab_objects(s))
4342                 return -EBUSY;
4343
4344         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4345         if (buf[0] == '1')
4346                 s->flags |= SLAB_POISON;
4347         calculate_sizes(s, -1);
4348         return length;
4349 }
4350 SLAB_ATTR(poison);
4351
4352 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4353 {
4354         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4355 }
4356
4357 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4358                                 const char *buf, size_t length)
4359 {
4360         if (any_slab_objects(s))
4361                 return -EBUSY;
4362
4363         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4364         if (buf[0] == '1')
4365                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4366         calculate_sizes(s, -1);
4367         return length;
4368 }
4369 SLAB_ATTR(store_user);
4370
4371 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4372 {
4373         return 0;
4374 }
4375
4376 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4377                         const char *buf, size_t length)
4378 {
4379         int ret = -EINVAL;
4380
4381         if (buf[0] == '1') {
4382                 ret = validate_slab_cache(s);
4383                 if (ret >= 0)
4384                         ret = length;
4385         }
4386         return ret;
4387 }
4388 SLAB_ATTR(validate);
4389
4390 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4391 {
4392         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4393                 return -ENOSYS;
4394         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4395 }
4396 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4397
4398 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4399 {
4400         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4401                 return -ENOSYS;
4402         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4403 }
4404 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4405 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4406
4407 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4408 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4409 {
4410         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4411 }
4412
4413 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4414                                                         size_t length)
4415 {
4416         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4417         if (buf[0] == '1')
4418                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4419         return length;
4420 }
4421 SLAB_ATTR(failslab);
4422 #endif
4423
4424 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4425 {
4426         return 0;
4427 }
4428
4429 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4430                         const char *buf, size_t length)
4431 {
4432         if (buf[0] == '1') {
4433                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4434
4435                 if (rc)
4436                         return rc;
4437         } else
4438                 return -EINVAL;
4439         return length;
4440 }
4441 SLAB_ATTR(shrink);
4442
4443 #ifdef CONFIG_NUMA
4444 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4445 {
4446         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4447 }
4448
4449 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4450                                 const char *buf, size_t length)
4451 {
4452         unsigned long ratio;
4453         int err;
4454
4455         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4456         if (err)
4457                 return err;
4458
4459         if (ratio <= 100)
4460                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4461
4462         return length;
4463 }
4464 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4465 #endif
4466
4467 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4468 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4469 {
4470         unsigned long sum  = 0;
4471         int cpu;
4472         int len;
4473         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4474
4475         if (!data)
4476                 return -ENOMEM;
4477
4478         for_each_online_cpu(cpu) {
4479                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4480
4481                 data[cpu] = x;
4482                 sum += x;
4483         }
4484
4485         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4486
4487 #ifdef CONFIG_SMP
4488         for_each_online_cpu(cpu) {
4489                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4490                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4491         }
4492 #endif
4493         kfree(data);
4494         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4495 }
4496
4497 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4498 {
4499         int cpu;
4500
4501         for_each_online_cpu(cpu)
4502                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4503 }
4504
4505 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4506 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4507 {                                                               \
4508         return show_stat(s, buf, si);                           \
4509 }                                                               \
4510 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4511                                 const char *buf, size_t length) \
4512 {                                                               \
4513         if (buf[0] != '0')                                      \
4514                 return -EINVAL;                                 \
4515         clear_stat(s, si);                                      \
4516         return length;                                          \
4517 }                                                               \
4518 SLAB_ATTR(text);                                                \
4519
4520 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4521 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4522 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4523 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4524 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4525 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4526 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4527 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4528 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4529 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4530 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4531 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4532 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4533 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4534 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4535 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4536 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4537 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4538 #endif
4539
4540 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4541         &slab_size_attr.attr,
4542         &object_size_attr.attr,
4543         &objs_per_slab_attr.attr,
4544         &order_attr.attr,
4545         &min_partial_attr.attr,
4546         &objects_attr.attr,
4547         &objects_partial_attr.attr,
4548         &partial_attr.attr,
4549         &cpu_slabs_attr.attr,
4550         &ctor_attr.attr,
4551         &aliases_attr.attr,
4552         &align_attr.attr,
4553         &hwcache_align_attr.attr,
4554         &reclaim_account_attr.attr,
4555         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4556         &shrink_attr.attr,
4557         &reserved_attr.attr,
4558 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4559         &total_objects_attr.attr,
4560         &slabs_attr.attr,
4561         &sanity_checks_attr.attr,
4562         &trace_attr.attr,
4563         &red_zone_attr.attr,
4564         &poison_attr.attr,
4565         &store_user_attr.attr,
4566         &validate_attr.attr,
4567         &alloc_calls_attr.attr,
4568         &free_calls_attr.attr,
4569 #endif
4570 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4571         &cache_dma_attr.attr,
4572 #endif
4573 #ifdef CONFIG_NUMA
4574         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4575 #endif
4576 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4577         &alloc_fastpath_attr.attr,
4578         &alloc_slowpath_attr.attr,
4579         &free_fastpath_attr.attr,
4580         &free_slowpath_attr.attr,
4581         &free_frozen_attr.attr,
4582         &free_add_partial_attr.attr,
4583         &free_remove_partial_attr.attr,
4584         &alloc_from_partial_attr.attr,
4585         &alloc_slab_attr.attr,
4586         &alloc_refill_attr.attr,
4587         &free_slab_attr.attr,
4588         &cpuslab_flush_attr.attr,
4589         &deactivate_full_attr.attr,
4590         &deactivate_empty_attr.attr,
4591         &deactivate_to_head_attr.attr,
4592         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4593         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4594         &order_fallback_attr.attr,
4595 #endif
4596 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4597         &failslab_attr.attr,
4598 #endif
4599
4600         NULL
4601 };
4602
4603 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4604         .attrs = slab_attrs,
4605 };
4606
4607 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4608                                 struct attribute *attr,
4609                                 char *buf)
4610 {
4611         struct slab_attribute *attribute;
4612         struct kmem_cache *s;
4613         int err;
4614
4615         attribute = to_slab_attr(attr);
4616         s = to_slab(kobj);
4617
4618         if (!attribute->show)
4619                 return -EIO;
4620
4621         err = attribute->show(s, buf);
4622
4623         return err;
4624 }
4625
4626 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4627                                 struct attribute *attr,
4628                                 const char *buf, size_t len)
4629 {
4630         struct slab_attribute *attribute;
4631         struct kmem_cache *s;
4632         int err;
4633
4634         attribute = to_slab_attr(attr);
4635         s = to_slab(kobj);
4636
4637         if (!attribute->store)
4638                 return -EIO;
4639
4640         err = attribute->store(s, buf, len);
4641
4642         return err;
4643 }
4644
4645 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4646 {
4647         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4648
4649         kfree(s->name);
4650         kfree(s);
4651 }
4652
4653 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4654         .show = slab_attr_show,
4655         .store = slab_attr_store,
4656 };
4657
4658 static struct kobj_type slab_ktype = {
4659         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4660         .release = kmem_cache_release
4661 };
4662
4663 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4664 {
4665         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4666
4667         if (ktype == &slab_ktype)
4668                 return 1;
4669         return 0;
4670 }
4671
4672 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4673         .filter = uevent_filter,
4674 };
4675
4676 static struct kset *slab_kset;
4677
4678 #define ID_STR_LENGTH 64
4679
4680 /* Create a unique string id for a slab cache:
4681  *
4682  * Format       :[flags-]size
4683  */
4684 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4685 {
4686         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4687         char *p = name;
4688
4689         BUG_ON(!name);
4690
4691         *p++ = ':';
4692         /*
4693          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4694          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4695          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4696          * are matched during merging to guarantee that the id is
4697          * unique.
4698          */
4699         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4700                 *p++ = 'd';
4701         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4702                 *p++ = 'a';
4703         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4704                 *p++ = 'F';
4705         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4706                 *p++ = 't';
4707         if (p != name + 1)
4708                 *p++ = '-';
4709         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4710         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4711         return name;
4712 }
4713
4714 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4715 {
4716         int err;
4717         const char *name;
4718         int unmergeable;
4719
4720         if (slab_state < SYSFS)
4721                 /* Defer until later */
4722                 return 0;
4723
4724         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4725         if (unmergeable) {
4726                 /*
4727                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4728                  * This is typically the case for debug situations. In that
4729                  * case we can catch duplicate names easily.
4730                  */
4731                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4732                 name = s->name;
4733         } else {
4734                 /*
4735                  * Create a unique name for the slab as a target
4736                  * for the symlinks.
4737                  */
4738                 name = create_unique_id(s);
4739         }
4740
4741         s->kobj.kset = slab_kset;
4742         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4743         if (err) {
4744                 kobject_put(&s->kobj);
4745                 return err;
4746         }
4747
4748         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4749         if (err) {
4750                 kobject_del(&s->kobj);
4751                 kobject_put(&s->kobj);
4752                 return err;
4753         }
4754         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4755         if (!unmergeable) {
4756                 /* Setup first alias */
4757                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4758                 kfree(name);
4759         }
4760         return 0;
4761 }
4762
4763 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4764 {
4765         if (slab_state < SYSFS)
4766                 /*
4767                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4768                  * cache from sysfs.
4769                  */
4770                 return;
4771
4772         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4773         kobject_del(&s->kobj);
4774         kobject_put(&s->kobj);
4775 }
4776
4777 /*
4778  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4779  * available lest we lose that information.
4780  */
4781 struct saved_alias {
4782         struct kmem_cache *s;
4783         const char *name;
4784         struct saved_alias *next;
4785 };
4786
4787 static struct saved_alias *alias_list;
4788
4789 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4790 {
4791         struct saved_alias *al;
4792
4793         if (slab_state == SYSFS) {
4794                 /*
4795                  * If we have a leftover link then remove it.
4796                  */
4797                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4798                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4799         }
4800
4801         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4802         if (!al)
4803                 return -ENOMEM;
4804
4805         al->s = s;
4806         al->name = name;
4807         al->next = alias_list;
4808         alias_list = al;
4809         return 0;
4810 }
4811
4812 static int __init slab_sysfs_init(void)
4813 {
4814         struct kmem_cache *s;
4815         int err;
4816
4817         down_write(&slub_lock);
4818
4819         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4820         if (!slab_kset) {
4821                 up_write(&slub_lock);
4822                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4823                 return -ENOSYS;
4824         }
4825
4826         slab_state = SYSFS;
4827
4828         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4829                 err = sysfs_slab_add(s);
4830                 if (err)
4831                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4832                                                 " to sysfs\n", s->name);
4833         }
4834
4835         while (alias_list) {
4836                 struct saved_alias *al = alias_list;
4837
4838                 alias_list = alias_list->next;
4839                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4840                 if (err)
4841                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4842                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4843                 kfree(al);
4844         }
4845
4846         up_write(&slub_lock);
4847         resiliency_test();
4848         return 0;
4849 }
4850
4851 __initcall(slab_sysfs_init);
4852 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4853
4854 /*
4855  * The /proc/slabinfo ABI
4856  */
4857 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4858 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4859 {
4860         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4861         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4862                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4863         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4864         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4865         seq_putc(m, '\n');
4866 }
4867
4868 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4869 {
4870         loff_t n = *pos;
4871
4872         down_read(&slub_lock);
4873         if (!n)
4874                 print_slabinfo_header(m);
4875
4876         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4877 }
4878
4879 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4880 {
4881         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4882 }
4883
4884 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4885 {
4886         up_read(&slub_lock);
4887 }
4888
4889 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4890 {
4891         unsigned long nr_partials = 0;
4892         unsigned long nr_slabs = 0;
4893         unsigned long nr_inuse = 0;
4894         unsigned long nr_objs = 0;
4895         unsigned long nr_free = 0;
4896         struct kmem_cache *s;
4897         int node;
4898
4899         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4900
4901         for_each_online_node(node) {
4902                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4903
4904                 if (!n)
4905                         continue;
4906
4907                 nr_partials += n->nr_partial;
4908                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4909                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4910                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4911         }
4912
4913         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4914
4915         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4916                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4917                    (1 << oo_order(s->oo)));
4918         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4919         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4920                    0UL);
4921         seq_putc(m, '\n');
4922         return 0;
4923 }
4924
4925 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4926         .start = s_start,
4927         .next = s_next,
4928         .stop = s_stop,
4929         .show = s_show,
4930 };
4931
4932 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4933 {
4934         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4935 }
4936
4937 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4938         .open           = slabinfo_open,
4939         .read           = seq_read,
4940         .llseek         = seq_lseek,
4941         .release        = seq_release,
4942 };
4943
4944 static int __init slab_proc_init(void)
4945 {
4946         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4947         return 0;
4948 }
4949 module_init(slab_proc_init);
4950 #endif /* CONFIG_SLABINFO */