slub: Pass kmem_cache struct to lock and freeze 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 no one operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200         int cpu;                /* Was running on cpu */
201         int pid;                /* Pid context */
202         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
203 };
204
205 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
206
207 #ifdef CONFIG_SYSFS
208 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
209 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
210 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
211
212 #else
213 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
214 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
215                                                         { return 0; }
216 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
217 {
218         kfree(s->name);
219         kfree(s);
220 }
221
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 int slab_is_available(void)
236 {
237         return slab_state >= UP;
238 }
239
240 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
241 {
242         return s->node[node];
243 }
244
245 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
246 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
247                                 struct page *page, const void *object)
248 {
249         void *base;
250
251         if (!object)
252                 return 1;
253
254         base = page_address(page);
255         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
256                 (object - base) % s->size) {
257                 return 0;
258         }
259
260         return 1;
261 }
262
263 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         return *(void **)(object + s->offset);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         void *p;
271
272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
273         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
274 #else
275         p = get_freepointer(s, object);
276 #endif
277         return p;
278 }
279
280 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
281 {
282         *(void **)(object + s->offset) = fp;
283 }
284
285 /* Loop over all objects in a slab */
286 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
288                         __p += (__s)->size)
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->objsize;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
346                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
347                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
348                 const char *n)
349 {
350 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
351         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
352                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
353                         freelist_old, counters_old,
354                         freelist_new, counters_new))
355                 return 1;
356         } else
357 #endif
358         {
359                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
360                         page->freelist = freelist_new;
361                         page->counters = counters_new;
362                         return 1;
363                 }
364         }
365
366         cpu_relax();
367         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
368
369 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
370         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
371 #endif
372
373         return 0;
374 }
375
376 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
377 /*
378  * Determine a map of object in use on a page.
379  *
380  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
381  * not vanish from under us.
382  */
383 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
384 {
385         void *p;
386         void *addr = page_address(page);
387
388         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
389                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
390 }
391
392 /*
393  * Debug settings:
394  */
395 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
396 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
397 #else
398 static int slub_debug;
399 #endif
400
401 static char *slub_debug_slabs;
402 static int disable_higher_order_debug;
403
404 /*
405  * Object debugging
406  */
407 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
408 {
409         int i, offset;
410         int newline = 1;
411         char ascii[17];
412
413         ascii[16] = 0;
414
415         for (i = 0; i < length; i++) {
416                 if (newline) {
417                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
418                         newline = 0;
419                 }
420                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
421                 offset = i % 16;
422                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
423                 if (offset == 15) {
424                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
425                         newline = 1;
426                 }
427         }
428         if (!newline) {
429                 i %= 16;
430                 while (i < 16) {
431                         printk(KERN_CONT "   ");
432                         ascii[i] = ' ';
433                         i++;
434                 }
435                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
436         }
437 }
438
439 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
440         enum track_item alloc)
441 {
442         struct track *p;
443
444         if (s->offset)
445                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
446         else
447                 p = object + s->inuse;
448
449         return p + alloc;
450 }
451
452 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
453                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
454 {
455         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
456
457         if (addr) {
458                 p->addr = addr;
459                 p->cpu = smp_processor_id();
460                 p->pid = current->pid;
461                 p->when = jiffies;
462         } else
463                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
464 }
465
466 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
467 {
468         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
469                 return;
470
471         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
472         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
473 }
474
475 static void print_track(const char *s, struct track *t)
476 {
477         if (!t->addr)
478                 return;
479
480         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
481                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
482 }
483
484 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
485 {
486         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
487                 return;
488
489         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
490         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
491 }
492
493 static void print_page_info(struct page *page)
494 {
495         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
496                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
497
498 }
499
500 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
501 {
502         va_list args;
503         char buf[100];
504
505         va_start(args, fmt);
506         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
507         va_end(args);
508         printk(KERN_ERR "========================================"
509                         "=====================================\n");
510         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
511         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
512                         "-------------------------------------\n\n");
513 }
514
515 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
516 {
517         va_list args;
518         char buf[100];
519
520         va_start(args, fmt);
521         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
522         va_end(args);
523         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
524 }
525
526 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
527 {
528         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
529         u8 *addr = page_address(page);
530
531         print_tracking(s, p);
532
533         print_page_info(page);
534
535         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
536                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
537
538         if (p > addr + 16)
539                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
540
541         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
542
543         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
544                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
545                         s->inuse - s->objsize);
546
547         if (s->offset)
548                 off = s->offset + sizeof(void *);
549         else
550                 off = s->inuse;
551
552         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
553                 off += 2 * sizeof(struct track);
554
555         if (off != s->size)
556                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
557                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
558
559         dump_stack();
560 }
561
562 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
563                         u8 *object, char *reason)
564 {
565         slab_bug(s, "%s", reason);
566         print_trailer(s, page, object);
567 }
568
569 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
570 {
571         va_list args;
572         char buf[100];
573
574         va_start(args, fmt);
575         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
576         va_end(args);
577         slab_bug(s, "%s", buf);
578         print_page_info(page);
579         dump_stack();
580 }
581
582 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
583 {
584         u8 *p = object;
585
586         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
587                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
588                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
589         }
590
591         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
592                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
593 }
594
595 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
596 {
597         while (bytes) {
598                 if (*start != (u8)value)
599                         return start;
600                 start++;
601                 bytes--;
602         }
603         return NULL;
604 }
605
606 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
607                                                 void *from, void *to)
608 {
609         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
610         memset(from, data, to - from);
611 }
612
613 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
614                         u8 *object, char *what,
615                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
616 {
617         u8 *fault;
618         u8 *end;
619
620         fault = check_bytes(start, value, bytes);
621         if (!fault)
622                 return 1;
623
624         end = start + bytes;
625         while (end > fault && end[-1] == value)
626                 end--;
627
628         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
629         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
630                                         fault, end - 1, fault[0], value);
631         print_trailer(s, page, object);
632
633         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
634         return 0;
635 }
636
637 /*
638  * Object layout:
639  *
640  * object address
641  *      Bytes of the object to be managed.
642  *      If the freepointer may overlay the object then the free
643  *      pointer is the first word of the object.
644  *
645  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
646  *      0xa5 (POISON_END)
647  *
648  * object + s->objsize
649  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
650  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
651  *      objsize == inuse.
652  *
653  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
654  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
655  *
656  * object + s->inuse
657  *      Meta data starts here.
658  *
659  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
660  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
661  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
662  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
663  *              before the word boundary.
664  *
665  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
666  *
667  * object + s->size
668  *      Nothing is used beyond s->size.
669  *
670  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
671  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
672  * may be used with merged slabcaches.
673  */
674
675 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
676 {
677         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
678
679         if (s->offset)
680                 /* Freepointer is placed after the object. */
681                 off += sizeof(void *);
682
683         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
684                 /* We also have user information there */
685                 off += 2 * sizeof(struct track);
686
687         if (s->size == off)
688                 return 1;
689
690         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
691                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
692 }
693
694 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
695 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
696 {
697         u8 *start;
698         u8 *fault;
699         u8 *end;
700         int length;
701         int remainder;
702
703         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
704                 return 1;
705
706         start = page_address(page);
707         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
708         end = start + length;
709         remainder = length % s->size;
710         if (!remainder)
711                 return 1;
712
713         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
714         if (!fault)
715                 return 1;
716         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
717                 end--;
718
719         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
720         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
721
722         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
723         return 0;
724 }
725
726 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
727                                         void *object, u8 val)
728 {
729         u8 *p = object;
730         u8 *endobject = object + s->objsize;
731
732         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
733                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
734                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
735                         return 0;
736         } else {
737                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
738                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
739                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
740                 }
741         }
742
743         if (s->flags & SLAB_POISON) {
744                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
745                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
746                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
747                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
748                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
749                         return 0;
750                 /*
751                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
752                  */
753                 check_pad_bytes(s, page, p);
754         }
755
756         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
757                 /*
758                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
759                  * freepointer while object is allocated.
760                  */
761                 return 1;
762
763         /* Check free pointer validity */
764         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
765                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
766                 /*
767                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
768                  * of the free objects in this slab. May cause
769                  * another error because the object count is now wrong.
770                  */
771                 set_freepointer(s, p, NULL);
772                 return 0;
773         }
774         return 1;
775 }
776
777 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
778 {
779         int maxobj;
780
781         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
782
783         if (!PageSlab(page)) {
784                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
785                 return 0;
786         }
787
788         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
789         if (page->objects > maxobj) {
790                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
791                         s->name, page->objects, maxobj);
792                 return 0;
793         }
794         if (page->inuse > page->objects) {
795                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
796                         s->name, page->inuse, page->objects);
797                 return 0;
798         }
799         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
800         slab_pad_check(s, page);
801         return 1;
802 }
803
804 /*
805  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
806  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
807  */
808 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
809 {
810         int nr = 0;
811         void *fp = page->freelist;
812         void *object = NULL;
813         unsigned long max_objects;
814
815         while (fp && nr <= page->objects) {
816                 if (fp == search)
817                         return 1;
818                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
819                         if (object) {
820                                 object_err(s, page, object,
821                                         "Freechain corrupt");
822                                 set_freepointer(s, object, NULL);
823                                 break;
824                         } else {
825                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
826                                 page->freelist = NULL;
827                                 page->inuse = page->objects;
828                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
829                                 return 0;
830                         }
831                         break;
832                 }
833                 object = fp;
834                 fp = get_freepointer(s, object);
835                 nr++;
836         }
837
838         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
839         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
840                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
841
842         if (page->objects != max_objects) {
843                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
844                         "should be %d", page->objects, max_objects);
845                 page->objects = max_objects;
846                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
847         }
848         if (page->inuse != page->objects - nr) {
849                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
850                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
851                 page->inuse = page->objects - nr;
852                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
853         }
854         return search == NULL;
855 }
856
857 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
858                                                                 int alloc)
859 {
860         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
861                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
862                         s->name,
863                         alloc ? "alloc" : "free",
864                         object, page->inuse,
865                         page->freelist);
866
867                 if (!alloc)
868                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
869
870                 dump_stack();
871         }
872 }
873
874 /*
875  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
876  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
877  */
878 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
879 {
880         flags &= gfp_allowed_mask;
881         lockdep_trace_alloc(flags);
882         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
883
884         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
885 }
886
887 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
888 {
889         flags &= gfp_allowed_mask;
890         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
891         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
892 }
893
894 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
895 {
896         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
897
898         /*
899          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
900          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
901          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
902          */
903 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
904         {
905                 unsigned long flags;
906
907                 local_irq_save(flags);
908                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
909                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
910                 local_irq_restore(flags);
911         }
912 #endif
913         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
914                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
915 }
916
917 /*
918  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
919  *
920  * list_lock must be held.
921  */
922 static void add_full(struct kmem_cache *s,
923         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
924 {
925         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
926                 return;
927
928         list_add(&page->lru, &n->full);
929 }
930
931 /*
932  * list_lock must be held.
933  */
934 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
935 {
936         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
937                 return;
938
939         list_del(&page->lru);
940 }
941
942 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
943 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
944 {
945         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
946
947         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
948 }
949
950 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
951 {
952         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
953 }
954
955 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
956 {
957         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
958
959         /*
960          * May be called early in order to allocate a slab for the
961          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
962          * dilemma by deferring the increment of the count during
963          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
964          */
965         if (n) {
966                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
967                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
968         }
969 }
970 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
971 {
972         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
973
974         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
975         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
976 }
977
978 /* Object debug checks for alloc/free paths */
979 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
980                                                                 void *object)
981 {
982         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
983                 return;
984
985         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
986         init_tracking(s, object);
987 }
988
989 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
990                                         void *object, unsigned long addr)
991 {
992         if (!check_slab(s, page))
993                 goto bad;
994
995         if (!on_freelist(s, page, object)) {
996                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
997                 goto bad;
998         }
999
1000         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1001                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1002                 goto bad;
1003         }
1004
1005         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1006                 goto bad;
1007
1008         /* Success perform special debug activities for allocs */
1009         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1010                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1011         trace(s, page, object, 1);
1012         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1013         return 1;
1014
1015 bad:
1016         if (PageSlab(page)) {
1017                 /*
1018                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1019                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1020                  * as used avoids touching the remaining objects.
1021                  */
1022                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1023                 page->inuse = page->objects;
1024                 page->freelist = NULL;
1025         }
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1030                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1031 {
1032         if (!check_slab(s, page))
1033                 goto fail;
1034
1035         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1036                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1037                 goto fail;
1038         }
1039
1040         if (on_freelist(s, page, object)) {
1041                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1042                 goto fail;
1043         }
1044
1045         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1046                 return 0;
1047
1048         if (unlikely(s != page->slab)) {
1049                 if (!PageSlab(page)) {
1050                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1051                                 "outside of slab", object);
1052                 } else if (!page->slab) {
1053                         printk(KERN_ERR
1054                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1055                                                 object);
1056                         dump_stack();
1057                 } else
1058                         object_err(s, page, object,
1059                                         "page slab pointer corrupt.");
1060                 goto fail;
1061         }
1062
1063         /* Special debug activities for freeing objects */
1064         if (!page->frozen && !page->freelist) {
1065                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1066
1067                 spin_lock(&n->list_lock);
1068                 remove_full(s, page);
1069                 spin_unlock(&n->list_lock);
1070         }
1071         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1072                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1073         trace(s, page, object, 0);
1074         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1075         return 1;
1076
1077 fail:
1078         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1083 {
1084         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1085         if (*str++ != '=' || !*str)
1086                 /*
1087                  * No options specified. Switch on full debugging.
1088                  */
1089                 goto out;
1090
1091         if (*str == ',')
1092                 /*
1093                  * No options but restriction on slabs. This means full
1094                  * debugging for slabs matching a pattern.
1095                  */
1096                 goto check_slabs;
1097
1098         if (tolower(*str) == 'o') {
1099                 /*
1100                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1101                  * would increase as a result.
1102                  */
1103                 disable_higher_order_debug = 1;
1104                 goto out;
1105         }
1106
1107         slub_debug = 0;
1108         if (*str == '-')
1109                 /*
1110                  * Switch off all debugging measures.
1111                  */
1112                 goto out;
1113
1114         /*
1115          * Determine which debug features should be switched on
1116          */
1117         for (; *str && *str != ','; str++) {
1118                 switch (tolower(*str)) {
1119                 case 'f':
1120                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1121                         break;
1122                 case 'z':
1123                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1124                         break;
1125                 case 'p':
1126                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1127                         break;
1128                 case 'u':
1129                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1130                         break;
1131                 case 't':
1132                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1133                         break;
1134                 case 'a':
1135                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1136                         break;
1137                 default:
1138                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1139                                 "unknown. skipped\n", *str);
1140                 }
1141         }
1142
1143 check_slabs:
1144         if (*str == ',')
1145                 slub_debug_slabs = str + 1;
1146 out:
1147         return 1;
1148 }
1149
1150 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1151
1152 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1153         unsigned long flags, const char *name,
1154         void (*ctor)(void *))
1155 {
1156         /*
1157          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1158          */
1159         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1160                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1161                 flags |= slub_debug;
1162
1163         return flags;
1164 }
1165 #else
1166 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1167                         struct page *page, void *object) {}
1168
1169 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1170         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1171
1172 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1173         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1174
1175 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1176                         { return 1; }
1177 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1178                         void *object, u8 val) { return 1; }
1179 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1180                                         struct page *page) {}
1181 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1182         unsigned long flags, const char *name,
1183         void (*ctor)(void *))
1184 {
1185         return flags;
1186 }
1187 #define slub_debug 0
1188
1189 #define disable_higher_order_debug 0
1190
1191 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1192                                                         { return 0; }
1193 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1194                                                         { return 0; }
1195 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1196                                                         int objects) {}
1197 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1198                                                         int objects) {}
1199
1200 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1201                                                         { return 0; }
1202
1203 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1204                 void *object) {}
1205
1206 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1207
1208 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1209
1210 /*
1211  * Slab allocation and freeing
1212  */
1213 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1214                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1215 {
1216         int order = oo_order(oo);
1217
1218         flags |= __GFP_NOTRACK;
1219
1220         if (node == NUMA_NO_NODE)
1221                 return alloc_pages(flags, order);
1222         else
1223                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1224 }
1225
1226 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1227 {
1228         struct page *page;
1229         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1230         gfp_t alloc_gfp;
1231
1232         flags &= gfp_allowed_mask;
1233
1234         if (flags & __GFP_WAIT)
1235                 local_irq_enable();
1236
1237         flags |= s->allocflags;
1238
1239         /*
1240          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1241          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1242          */
1243         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1244
1245         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1246         if (unlikely(!page)) {
1247                 oo = s->min;
1248                 /*
1249                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1250                  * Try a lower order alloc if possible
1251                  */
1252                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1253
1254                 if (page)
1255                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1256         }
1257
1258         if (flags & __GFP_WAIT)
1259                 local_irq_disable();
1260
1261         if (!page)
1262                 return NULL;
1263
1264         if (kmemcheck_enabled
1265                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1266                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1267
1268                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1269
1270                 /*
1271                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1272                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1273                  */
1274                 if (s->ctor)
1275                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1276                 else
1277                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1278         }
1279
1280         page->objects = oo_objects(oo);
1281         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1282                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1283                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1284                 1 << oo_order(oo));
1285
1286         return page;
1287 }
1288
1289 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1290                                 void *object)
1291 {
1292         setup_object_debug(s, page, object);
1293         if (unlikely(s->ctor))
1294                 s->ctor(object);
1295 }
1296
1297 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1298 {
1299         struct page *page;
1300         void *start;
1301         void *last;
1302         void *p;
1303
1304         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1305
1306         page = allocate_slab(s,
1307                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1308         if (!page)
1309                 goto out;
1310
1311         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1312         page->slab = s;
1313         page->flags |= 1 << PG_slab;
1314
1315         start = page_address(page);
1316
1317         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1318                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1319
1320         last = start;
1321         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1322                 setup_object(s, page, last);
1323                 set_freepointer(s, last, p);
1324                 last = p;
1325         }
1326         setup_object(s, page, last);
1327         set_freepointer(s, last, NULL);
1328
1329         page->freelist = start;
1330         page->inuse = 0;
1331         page->frozen = 1;
1332 out:
1333         return page;
1334 }
1335
1336 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1337 {
1338         int order = compound_order(page);
1339         int pages = 1 << order;
1340
1341         if (kmem_cache_debug(s)) {
1342                 void *p;
1343
1344                 slab_pad_check(s, page);
1345                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1346                                                 page->objects)
1347                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1348         }
1349
1350         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1351
1352         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1353                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1354                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1355                 -pages);
1356
1357         __ClearPageSlab(page);
1358         reset_page_mapcount(page);
1359         if (current->reclaim_state)
1360                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1361         __free_pages(page, order);
1362 }
1363
1364 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1365         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1366
1367 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1368 {
1369         struct page *page;
1370
1371         if (need_reserve_slab_rcu)
1372                 page = virt_to_head_page(h);
1373         else
1374                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1375
1376         __free_slab(page->slab, page);
1377 }
1378
1379 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1380 {
1381         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1382                 struct rcu_head *head;
1383
1384                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1385                         int order = compound_order(page);
1386                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1387
1388                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1389                         head = page_address(page) + offset;
1390                 } else {
1391                         /*
1392                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1393                          */
1394                         head = (void *)&page->lru;
1395                 }
1396
1397                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1398         } else
1399                 __free_slab(s, page);
1400 }
1401
1402 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1403 {
1404         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1405         free_slab(s, page);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Per slab locking using the pagelock
1410  */
1411 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1412 {
1413         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1414 }
1415
1416 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1417 {
1418         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1419 }
1420
1421 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1422 {
1423         int rc = 1;
1424
1425         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1426         return rc;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Management of partially allocated slabs.
1431  *
1432  * list_lock must be held.
1433  */
1434 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1435                                 struct page *page, int tail)
1436 {
1437         n->nr_partial++;
1438         if (tail)
1439                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1440         else
1441                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * list_lock must be held.
1446  */
1447 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1448                                         struct page *page)
1449 {
1450         list_del(&page->lru);
1451         n->nr_partial--;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1456  * per cpu freelist.
1457  *
1458  * Must hold list_lock.
1459  */
1460 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache *s,
1461                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1462 {
1463         if (slab_trylock(page)) {
1464                 remove_partial(n, page);
1465                 return 1;
1466         }
1467         return 0;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1472  */
1473 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1474                                         struct kmem_cache_node *n)
1475 {
1476         struct page *page;
1477
1478         /*
1479          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1480          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1481          * partial slab and there is none available then get_partials()
1482          * will return NULL.
1483          */
1484         if (!n || !n->nr_partial)
1485                 return NULL;
1486
1487         spin_lock(&n->list_lock);
1488         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1489                 if (lock_and_freeze_slab(s, n, page))
1490                         goto out;
1491         page = NULL;
1492 out:
1493         spin_unlock(&n->list_lock);
1494         return page;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1499  */
1500 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1501 {
1502 #ifdef CONFIG_NUMA
1503         struct zonelist *zonelist;
1504         struct zoneref *z;
1505         struct zone *zone;
1506         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1507         struct page *page;
1508
1509         /*
1510          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1511          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1512          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1513          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1514          *
1515          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1516          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1517          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1518          * from other nodes and filled up.
1519          *
1520          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1521          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1522          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1523          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1524          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1525          * with available objects.
1526          */
1527         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1528                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1529                 return NULL;
1530
1531         get_mems_allowed();
1532         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1533         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1534                 struct kmem_cache_node *n;
1535
1536                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1537
1538                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1539                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1540                         page = get_partial_node(s, n);
1541                         if (page) {
1542                                 put_mems_allowed();
1543                                 return page;
1544                         }
1545                 }
1546         }
1547         put_mems_allowed();
1548 #endif
1549         return NULL;
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Get a partial page, lock it and return it.
1554  */
1555 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1556 {
1557         struct page *page;
1558         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1559
1560         page = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode));
1561         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1562                 return page;
1563
1564         return get_any_partial(s, flags);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Move a page back to the lists.
1569  *
1570  * Must be called with the slab lock held.
1571  *
1572  * On exit the slab lock will have been dropped.
1573  */
1574 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1575         __releases(bitlock)
1576 {
1577         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1578
1579         if (page->inuse) {
1580
1581                 if (page->freelist) {
1582                         spin_lock(&n->list_lock);
1583                         add_partial(n, page, tail);
1584                         spin_unlock(&n->list_lock);
1585                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1586                 } else {
1587                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1588                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER)) {
1589                                 spin_lock(&n->list_lock);
1590                                 add_full(s, n, page);
1591                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1592                         }
1593                 }
1594                 slab_unlock(page);
1595         } else {
1596                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1597                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1598                         /*
1599                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1600                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1601                          * to come after the other slabs with objects in
1602                          * so that the others get filled first. That way the
1603                          * size of the partial list stays small.
1604                          *
1605                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1606                          * the partial list.
1607                          */
1608                         spin_lock(&n->list_lock);
1609                         add_partial(n, page, 1);
1610                         spin_unlock(&n->list_lock);
1611                         slab_unlock(page);
1612                 } else {
1613                         slab_unlock(page);
1614                         stat(s, FREE_SLAB);
1615                         discard_slab(s, page);
1616                 }
1617         }
1618 }
1619
1620 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1621 /*
1622  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1623  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1624  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1625  */
1626 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1627 #else
1628 /*
1629  * No preemption supported therefore also no need to check for
1630  * different cpus.
1631  */
1632 #define TID_STEP 1
1633 #endif
1634
1635 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1636 {
1637         return tid + TID_STEP;
1638 }
1639
1640 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1641 {
1642         return tid % TID_STEP;
1643 }
1644
1645 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1646 {
1647         return tid / TID_STEP;
1648 }
1649
1650 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1651 {
1652         return cpu;
1653 }
1654
1655 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1656                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1657 {
1658 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1659         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1660
1661         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1662
1663 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1664         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1665                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1666                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1667         else
1668 #endif
1669         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1670                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1671                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1672         else
1673                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1674                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1675 #endif
1676         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1677 }
1678
1679 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1680 {
1681         int cpu;
1682
1683         for_each_possible_cpu(cpu)
1684                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1685 }
1686 /*
1687  * Remove the cpu slab
1688  */
1689 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1690         __releases(bitlock)
1691 {
1692         struct page *page = c->page;
1693         int tail = 1;
1694
1695         if (page->freelist)
1696                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1697         /*
1698          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1699          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1700          * to occur.
1701          */
1702         while (unlikely(c->freelist)) {
1703                 void **object;
1704
1705                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1706
1707                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1708                 object = c->freelist;
1709                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1710
1711                 /* And put onto the regular freelist */
1712                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1713                 page->freelist = object;
1714                 page->inuse--;
1715         }
1716         c->page = NULL;
1717         c->tid = next_tid(c->tid);
1718         page->frozen = 0;
1719         unfreeze_slab(s, page, tail);
1720 }
1721
1722 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1723 {
1724         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1725         slab_lock(c->page);
1726         deactivate_slab(s, c);
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Flush cpu slab.
1731  *
1732  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1733  */
1734 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1735 {
1736         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1737
1738         if (likely(c && c->page))
1739                 flush_slab(s, c);
1740 }
1741
1742 static void flush_cpu_slab(void *d)
1743 {
1744         struct kmem_cache *s = d;
1745
1746         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1747 }
1748
1749 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1750 {
1751         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1756  * locality expectations.
1757  */
1758 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1759 {
1760 #ifdef CONFIG_NUMA
1761         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1762                 return 0;
1763 #endif
1764         return 1;
1765 }
1766
1767 static int count_free(struct page *page)
1768 {
1769         return page->objects - page->inuse;
1770 }
1771
1772 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1773                                         int (*get_count)(struct page *))
1774 {
1775         unsigned long flags;
1776         unsigned long x = 0;
1777         struct page *page;
1778
1779         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1780         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1781                 x += get_count(page);
1782         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1783         return x;
1784 }
1785
1786 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1787 {
1788 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1789         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1790 #else
1791         return 0;
1792 #endif
1793 }
1794
1795 static noinline void
1796 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1797 {
1798         int node;
1799
1800         printk(KERN_WARNING
1801                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1802                 nid, gfpflags);
1803         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1804                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1805                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1806
1807         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1808                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1809                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1810
1811         for_each_online_node(node) {
1812                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1813                 unsigned long nr_slabs;
1814                 unsigned long nr_objs;
1815                 unsigned long nr_free;
1816
1817                 if (!n)
1818                         continue;
1819
1820                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1821                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1822                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1823
1824                 printk(KERN_WARNING
1825                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1826                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1827         }
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1832  * debugging duties.
1833  *
1834  * Interrupts are disabled.
1835  *
1836  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1837  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1838  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1839  *
1840  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1841  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1842  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1843  *
1844  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1845  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1846  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1847  */
1848 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1849                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1850 {
1851         void **object;
1852         struct page *page;
1853         unsigned long flags;
1854
1855         local_irq_save(flags);
1856 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1857         /*
1858          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1859          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1860          * pointer.
1861          */
1862         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1863 #endif
1864
1865         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1866         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1867
1868         page = c->page;
1869         if (!page)
1870                 goto new_slab;
1871
1872         slab_lock(page);
1873         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1874                 goto another_slab;
1875
1876         stat(s, ALLOC_REFILL);
1877
1878 load_freelist:
1879         VM_BUG_ON(!page->frozen);
1880
1881         object = page->freelist;
1882         if (unlikely(!object))
1883                 goto another_slab;
1884         if (kmem_cache_debug(s))
1885                 goto debug;
1886
1887         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1888         page->inuse = page->objects;
1889         page->freelist = NULL;
1890
1891         slab_unlock(page);
1892         c->tid = next_tid(c->tid);
1893         local_irq_restore(flags);
1894         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1895         return object;
1896
1897 another_slab:
1898         deactivate_slab(s, c);
1899
1900 new_slab:
1901         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1902         if (page) {
1903                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1904                 page->frozen = 1;
1905                 c->node = page_to_nid(page);
1906                 c->page = page;
1907                 goto load_freelist;
1908         }
1909
1910         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1911
1912         if (page) {
1913                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1914                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1915                 if (c->page)
1916                         flush_slab(s, c);
1917
1918                 slab_lock(page);
1919                 page->frozen = 1;
1920                 c->node = page_to_nid(page);
1921                 c->page = page;
1922                 goto load_freelist;
1923         }
1924         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1925                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1926         local_irq_restore(flags);
1927         return NULL;
1928 debug:
1929         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1930                 goto another_slab;
1931
1932         page->inuse++;
1933         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1934         deactivate_slab(s, c);
1935         c->page = NULL;
1936         c->node = NUMA_NO_NODE;
1937         local_irq_restore(flags);
1938         return object;
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1943  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1944  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1945  *
1946  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1947  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1948  *
1949  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1950  */
1951 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1952                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1953 {
1954         void **object;
1955         struct kmem_cache_cpu *c;
1956         unsigned long tid;
1957
1958         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1959                 return NULL;
1960
1961 redo:
1962
1963         /*
1964          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1965          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1966          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1967          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1968          */
1969         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1970
1971         /*
1972          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1973          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1974          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1975          * linked list in between.
1976          */
1977         tid = c->tid;
1978         barrier();
1979
1980         object = c->freelist;
1981         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1982
1983                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1984
1985         else {
1986                 /*
1987                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
1988                  * operation and if we are on the right processor.
1989                  *
1990                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1991                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1992                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1993                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1994                  *
1995                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1996                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1997                  */
1998                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
1999                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2000                                 object, tid,
2001                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2002
2003                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2004                         goto redo;
2005                 }
2006                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2007         }
2008
2009         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2010                 memset(object, 0, s->objsize);
2011
2012         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2013
2014         return object;
2015 }
2016
2017 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2018 {
2019         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2020
2021         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2022
2023         return ret;
2024 }
2025 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2026
2027 #ifdef CONFIG_TRACING
2028 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2029 {
2030         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2031         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2032         return ret;
2033 }
2034 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2035
2036 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2037 {
2038         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2039         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2040         return ret;
2041 }
2042 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2043 #endif
2044
2045 #ifdef CONFIG_NUMA
2046 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2047 {
2048         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2049
2050         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2051                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2052
2053         return ret;
2054 }
2055 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2056
2057 #ifdef CONFIG_TRACING
2058 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2059                                     gfp_t gfpflags,
2060                                     int node, size_t size)
2061 {
2062         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2063
2064         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2065                            size, s->size, gfpflags, node);
2066         return ret;
2067 }
2068 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2069 #endif
2070 #endif
2071
2072 /*
2073  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2074  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2075  *
2076  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2077  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2078  * handling required then we can return immediately.
2079  */
2080 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2081                         void *x, unsigned long addr)
2082 {
2083         void *prior;
2084         void **object = (void *)x;
2085         unsigned long uninitialized_var(flags);
2086
2087         local_irq_save(flags);
2088         slab_lock(page);
2089         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2090
2091         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2092                 goto out_unlock;
2093
2094         prior = page->freelist;
2095         set_freepointer(s, object, prior);
2096         page->freelist = object;
2097         page->inuse--;
2098
2099         if (unlikely(page->frozen)) {
2100                 stat(s, FREE_FROZEN);
2101                 goto out_unlock;
2102         }
2103
2104         if (unlikely(!page->inuse))
2105                 goto slab_empty;
2106
2107         /*
2108          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2109          * then add it.
2110          */
2111         if (unlikely(!prior)) {
2112                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2113
2114                 spin_lock(&n->list_lock);
2115                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2116                 spin_unlock(&n->list_lock);
2117                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2118         }
2119
2120 out_unlock:
2121         slab_unlock(page);
2122         local_irq_restore(flags);
2123         return;
2124
2125 slab_empty:
2126         if (prior) {
2127                 /*
2128                  * Slab still on the partial list.
2129                  */
2130                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2131
2132                 spin_lock(&n->list_lock);
2133                 remove_partial(n, page);
2134                 spin_unlock(&n->list_lock);
2135                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2136         }
2137         slab_unlock(page);
2138         local_irq_restore(flags);
2139         stat(s, FREE_SLAB);
2140         discard_slab(s, page);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2145  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2146  *
2147  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2148  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2149  * the item before.
2150  *
2151  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2152  * with all sorts of special processing.
2153  */
2154 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2155                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2156 {
2157         void **object = (void *)x;
2158         struct kmem_cache_cpu *c;
2159         unsigned long tid;
2160
2161         slab_free_hook(s, x);
2162
2163 redo:
2164
2165         /*
2166          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2167          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2168          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2169          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2170          */
2171         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2172
2173         tid = c->tid;
2174         barrier();
2175
2176         if (likely(page == c->page)) {
2177                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2178
2179                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2180                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2181                                 c->freelist, tid,
2182                                 object, next_tid(tid)))) {
2183
2184                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2185                         goto redo;
2186                 }
2187                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2188         } else
2189                 __slab_free(s, page, x, addr);
2190
2191 }
2192
2193 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2194 {
2195         struct page *page;
2196
2197         page = virt_to_head_page(x);
2198
2199         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2200
2201         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2202 }
2203 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2204
2205 /*
2206  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2207  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2208  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2209  * another.
2210  *
2211  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2212  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2213  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2214  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2215  * locking overhead.
2216  */
2217
2218 /*
2219  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2220  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2221  * and increases the number of allocations possible without having to
2222  * take the list_lock.
2223  */
2224 static int slub_min_order;
2225 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2226 static int slub_min_objects;
2227
2228 /*
2229  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2230  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2231  */
2232 static int slub_nomerge;
2233
2234 /*
2235  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2236  *
2237  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2238  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2239  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2240  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2241  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2242  * would be wasted.
2243  *
2244  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2245  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2246  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2247  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2248  *
2249  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2250  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2251  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2252  * of space in favor of a small page order.
2253  *
2254  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2255  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2256  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2257  * the smallest order which will fit the object.
2258  */
2259 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2260                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2261 {
2262         int order;
2263         int rem;
2264         int min_order = slub_min_order;
2265
2266         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2267                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2268
2269         for (order = max(min_order,
2270                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2271                         order <= max_order; order++) {
2272
2273                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2274
2275                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2276                         continue;
2277
2278                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2279
2280                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2281                         break;
2282
2283         }
2284
2285         return order;
2286 }
2287
2288 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2289 {
2290         int order;
2291         int min_objects;
2292         int fraction;
2293         int max_objects;
2294
2295         /*
2296          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2297          * works by first attempting to generate a layout with
2298          * the best configuration and backing off gradually.
2299          *
2300          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2301          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2302          */
2303         min_objects = slub_min_objects;
2304         if (!min_objects)
2305                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2306         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2307         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2308
2309         while (min_objects > 1) {
2310                 fraction = 16;
2311                 while (fraction >= 4) {
2312                         order = slab_order(size, min_objects,
2313                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2314                         if (order <= slub_max_order)
2315                                 return order;
2316                         fraction /= 2;
2317                 }
2318                 min_objects--;
2319         }
2320
2321         /*
2322          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2323          * lets see if we can place a single object there.
2324          */
2325         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2326         if (order <= slub_max_order)
2327                 return order;
2328
2329         /*
2330          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2331          */
2332         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2333         if (order < MAX_ORDER)
2334                 return order;
2335         return -ENOSYS;
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2340  */
2341 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2342                 unsigned long align, unsigned long size)
2343 {
2344         /*
2345          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2346          * suggestion if the object is sufficiently large.
2347          *
2348          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2349          * alignment though. If that is greater then use it.
2350          */
2351         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2352                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2353                 while (size <= ralign / 2)
2354                         ralign /= 2;
2355                 align = max(align, ralign);
2356         }
2357
2358         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2359                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2360
2361         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2362 }
2363
2364 static void
2365 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2366 {
2367         n->nr_partial = 0;
2368         spin_lock_init(&n->list_lock);
2369         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2370 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2371         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2372         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2373         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2374 #endif
2375 }
2376
2377 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2378 {
2379         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2380                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2381
2382         /*
2383          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2384          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2385          */
2386         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2387                                      2 * sizeof(void *));
2388
2389         if (!s->cpu_slab)
2390                 return 0;
2391
2392         init_kmem_cache_cpus(s);
2393
2394         return 1;
2395 }
2396
2397 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2398
2399 /*
2400  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2401  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2402  * possible.
2403  *
2404  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2405  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2406  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2407  */
2408 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2409 {
2410         struct page *page;
2411         struct kmem_cache_node *n;
2412
2413         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2414
2415         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2416
2417         BUG_ON(!page);
2418         if (page_to_nid(page) != node) {
2419                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2420                                 "node %d\n", node);
2421                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2422                                 "in order to be able to continue\n");
2423         }
2424
2425         n = page->freelist;
2426         BUG_ON(!n);
2427         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2428         page->inuse++;
2429         page->frozen = 0;
2430         kmem_cache_node->node[node] = n;
2431 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2432         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2433         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2434 #endif
2435         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2436         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2437
2438         add_partial(n, page, 0);
2439 }
2440
2441 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2442 {
2443         int node;
2444
2445         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2446                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2447
2448                 if (n)
2449                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2450
2451                 s->node[node] = NULL;
2452         }
2453 }
2454
2455 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2456 {
2457         int node;
2458
2459         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2460                 struct kmem_cache_node *n;
2461
2462                 if (slab_state == DOWN) {
2463                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2464                         continue;
2465                 }
2466                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2467                                                 GFP_KERNEL, node);
2468
2469                 if (!n) {
2470                         free_kmem_cache_nodes(s);
2471                         return 0;
2472                 }
2473
2474                 s->node[node] = n;
2475                 init_kmem_cache_node(n, s);
2476         }
2477         return 1;
2478 }
2479
2480 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2481 {
2482         if (min < MIN_PARTIAL)
2483                 min = MIN_PARTIAL;
2484         else if (min > MAX_PARTIAL)
2485                 min = MAX_PARTIAL;
2486         s->min_partial = min;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2491  * a slab object.
2492  */
2493 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2494 {
2495         unsigned long flags = s->flags;
2496         unsigned long size = s->objsize;
2497         unsigned long align = s->align;
2498         int order;
2499
2500         /*
2501          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2502          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2503          * the possible location of the free pointer.
2504          */
2505         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2506
2507 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2508         /*
2509          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2510          * the slab may touch the object after free or before allocation
2511          * then we should never poison the object itself.
2512          */
2513         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2514                         !s->ctor)
2515                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2516         else
2517                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2518
2519
2520         /*
2521          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2522          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2523          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2524          */
2525         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2526                 size += sizeof(void *);
2527 #endif
2528
2529         /*
2530          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2531          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2532          */
2533         s->inuse = size;
2534
2535         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2536                 s->ctor)) {
2537                 /*
2538                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2539                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2540                  * kmem_cache_free.
2541                  *
2542                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2543                  * destructor or are poisoning the objects.
2544                  */
2545                 s->offset = size;
2546                 size += sizeof(void *);
2547         }
2548
2549 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2550         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2551                 /*
2552                  * Need to store information about allocs and frees after
2553                  * the object.
2554                  */
2555                 size += 2 * sizeof(struct track);
2556
2557         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2558                 /*
2559                  * Add some empty padding so that we can catch
2560                  * overwrites from earlier objects rather than let
2561                  * tracking information or the free pointer be
2562                  * corrupted if a user writes before the start
2563                  * of the object.
2564                  */
2565                 size += sizeof(void *);
2566 #endif
2567
2568         /*
2569          * Determine the alignment based on various parameters that the
2570          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2571          * on bootup.
2572          */
2573         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2574         s->align = align;
2575
2576         /*
2577          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2578          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2579          * each object to conform to the alignment.
2580          */
2581         size = ALIGN(size, align);
2582         s->size = size;
2583         if (forced_order >= 0)
2584                 order = forced_order;
2585         else
2586                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2587
2588         if (order < 0)
2589                 return 0;
2590
2591         s->allocflags = 0;
2592         if (order)
2593                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2594
2595         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2596                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2597
2598         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2599                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2600
2601         /*
2602          * Determine the number of objects per slab
2603          */
2604         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2605         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2606         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2607                 s->max = s->oo;
2608
2609         return !!oo_objects(s->oo);
2610
2611 }
2612
2613 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2614                 const char *name, size_t size,
2615                 size_t align, unsigned long flags,
2616                 void (*ctor)(void *))
2617 {
2618         memset(s, 0, kmem_size);
2619         s->name = name;
2620         s->ctor = ctor;
2621         s->objsize = size;
2622         s->align = align;
2623         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2624         s->reserved = 0;
2625
2626         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2627                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2628
2629         if (!calculate_sizes(s, -1))
2630                 goto error;
2631         if (disable_higher_order_debug) {
2632                 /*
2633                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2634                  * order increased.
2635                  */
2636                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2637                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2638                         s->offset = 0;
2639                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2640                                 goto error;
2641                 }
2642         }
2643
2644 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
2645         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
2646                 /* Enable fast mode */
2647                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
2648 #endif
2649
2650         /*
2651          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2652          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2653          */
2654         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2655         s->refcount = 1;
2656 #ifdef CONFIG_NUMA
2657         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2658 #endif
2659         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2660                 goto error;
2661
2662         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2663                 return 1;
2664
2665         free_kmem_cache_nodes(s);
2666 error:
2667         if (flags & SLAB_PANIC)
2668                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2669                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2670                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2671                         s->offset, flags);
2672         return 0;
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Determine the size of a slab object
2677  */
2678 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2679 {
2680         return s->objsize;
2681 }
2682 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2683
2684 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2685                                                         const char *text)
2686 {
2687 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2688         void *addr = page_address(page);
2689         void *p;
2690         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2691                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2692         if (!map)
2693                 return;
2694         slab_err(s, page, "%s", text);
2695         slab_lock(page);
2696
2697         get_map(s, page, map);
2698         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2699
2700                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2701                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2702                                                         p, p - addr);
2703                         print_tracking(s, p);
2704                 }
2705         }
2706         slab_unlock(page);
2707         kfree(map);
2708 #endif
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2713  */
2714 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2715 {
2716         unsigned long flags;
2717         struct page *page, *h;
2718
2719         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2720         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2721                 if (!page->inuse) {
2722                         remove_partial(n, page);
2723                         discard_slab(s, page);
2724                 } else {
2725                         list_slab_objects(s, page,
2726                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2727                 }
2728         }
2729         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Release all resources used by a slab cache.
2734  */
2735 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2736 {
2737         int node;
2738
2739         flush_all(s);
2740         free_percpu(s->cpu_slab);
2741         /* Attempt to free all objects */
2742         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2743                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2744
2745                 free_partial(s, n);
2746                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2747                         return 1;
2748         }
2749         free_kmem_cache_nodes(s);
2750         return 0;
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2755  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2756  */
2757 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2758 {
2759         down_write(&slub_lock);
2760         s->refcount--;
2761         if (!s->refcount) {
2762                 list_del(&s->list);
2763                 if (kmem_cache_close(s)) {
2764                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2765                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2766                         dump_stack();
2767                 }
2768                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2769                         rcu_barrier();
2770                 sysfs_slab_remove(s);
2771         }
2772         up_write(&slub_lock);
2773 }
2774 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2775
2776 /********************************************************************
2777  *              Kmalloc subsystem
2778  *******************************************************************/
2779
2780 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2781 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2782
2783 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2784
2785 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2786 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2787 #endif
2788
2789 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2790 {
2791         get_option(&str, &slub_min_order);
2792
2793         return 1;
2794 }
2795
2796 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2797
2798 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2799 {
2800         get_option(&str, &slub_max_order);
2801         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2802
2803         return 1;
2804 }
2805
2806 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2807
2808 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2809 {
2810         get_option(&str, &slub_min_objects);
2811
2812         return 1;
2813 }
2814
2815 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2816
2817 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2818 {
2819         slub_nomerge = 1;
2820         return 1;
2821 }
2822
2823 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2824
2825 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2826                                                 int size, unsigned int flags)
2827 {
2828         struct kmem_cache *s;
2829
2830         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2831
2832         /*
2833          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2834          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2835          */
2836         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2837                                                                 flags, NULL))
2838                 goto panic;
2839
2840         list_add(&s->list, &slab_caches);
2841         return s;
2842
2843 panic:
2844         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2845         return NULL;
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2850  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2851  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2852  * fls.
2853  */
2854 static s8 size_index[24] = {
2855         3,      /* 8 */
2856         4,      /* 16 */
2857         5,      /* 24 */
2858         5,      /* 32 */
2859         6,      /* 40 */
2860         6,      /* 48 */
2861         6,      /* 56 */
2862         6,      /* 64 */
2863         1,      /* 72 */
2864         1,      /* 80 */
2865         1,      /* 88 */
2866         1,      /* 96 */
2867         7,      /* 104 */
2868         7,      /* 112 */
2869         7,      /* 120 */
2870         7,      /* 128 */
2871         2,      /* 136 */
2872         2,      /* 144 */
2873         2,      /* 152 */
2874         2,      /* 160 */
2875         2,      /* 168 */
2876         2,      /* 176 */
2877         2,      /* 184 */
2878         2       /* 192 */
2879 };
2880
2881 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2882 {
2883         return (bytes - 1) / 8;
2884 }
2885
2886 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2887 {
2888         int index;
2889
2890         if (size <= 192) {
2891                 if (!size)
2892                         return ZERO_SIZE_PTR;
2893
2894                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2895         } else
2896                 index = fls(size - 1);
2897
2898 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2899         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2900                 return kmalloc_dma_caches[index];
2901
2902 #endif
2903         return kmalloc_caches[index];
2904 }
2905
2906 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2907 {
2908         struct kmem_cache *s;
2909         void *ret;
2910
2911         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2912                 return kmalloc_large(size, flags);
2913
2914         s = get_slab(size, flags);
2915
2916         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2917                 return s;
2918
2919         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2920
2921         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2922
2923         return ret;
2924 }
2925 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2926
2927 #ifdef CONFIG_NUMA
2928 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2929 {
2930         struct page *page;
2931         void *ptr = NULL;
2932
2933         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2934         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2935         if (page)
2936                 ptr = page_address(page);
2937
2938         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2939         return ptr;
2940 }
2941
2942 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2943 {
2944         struct kmem_cache *s;
2945         void *ret;
2946
2947         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2948                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2949
2950                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2951                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2952                                    flags, node);
2953
2954                 return ret;
2955         }
2956
2957         s = get_slab(size, flags);
2958
2959         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2960                 return s;
2961
2962         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2963
2964         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2965
2966         return ret;
2967 }
2968 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2969 #endif
2970
2971 size_t ksize(const void *object)
2972 {
2973         struct page *page;
2974
2975         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2976                 return 0;
2977
2978         page = virt_to_head_page(object);
2979
2980         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2981                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2982                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2983         }
2984
2985         return slab_ksize(page->slab);
2986 }
2987 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2988
2989 void kfree(const void *x)
2990 {
2991         struct page *page;
2992         void *object = (void *)x;
2993
2994         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2995
2996         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2997                 return;
2998
2999         page = virt_to_head_page(x);
3000         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3001                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3002                 kmemleak_free(x);
3003                 put_page(page);
3004                 return;
3005         }
3006         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3009
3010 /*
3011  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3012  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3013  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3014  * and thus they can be removed from the partial lists.
3015  *
3016  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3017  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3018  * are freed in them.
3019  */
3020 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3021 {
3022         int node;
3023         int i;
3024         struct kmem_cache_node *n;
3025         struct page *page;
3026         struct page *t;
3027         int objects = oo_objects(s->max);
3028         struct list_head *slabs_by_inuse =
3029                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3030         unsigned long flags;
3031
3032         if (!slabs_by_inuse)
3033                 return -ENOMEM;
3034
3035         flush_all(s);
3036         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3037                 n = get_node(s, node);
3038
3039                 if (!n->nr_partial)
3040                         continue;
3041
3042                 for (i = 0; i < objects; i++)
3043                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3044
3045                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3046
3047                 /*
3048                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3049                  *
3050                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3051                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3052                  */
3053                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3054                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3055                                 /*
3056                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3057                                  * may have freed the last object and be
3058                                  * waiting to release the slab.
3059                                  */
3060                                 remove_partial(n, page);
3061                                 slab_unlock(page);
3062                                 discard_slab(s, page);
3063                         } else {
3064                                 list_move(&page->lru,
3065                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3066                         }
3067                 }
3068
3069                 /*
3070                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3071                  * first and the least used slabs at the end.
3072                  */
3073                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3074                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3075
3076                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3077         }
3078
3079         kfree(slabs_by_inuse);
3080         return 0;
3081 }
3082 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3083
3084 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3085 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3086 {
3087         struct kmem_cache *s;
3088
3089         down_read(&slub_lock);
3090         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3091                 kmem_cache_shrink(s);
3092         up_read(&slub_lock);
3093
3094         return 0;
3095 }
3096
3097 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3098 {
3099         struct kmem_cache_node *n;
3100         struct kmem_cache *s;
3101         struct memory_notify *marg = arg;
3102         int offline_node;
3103
3104         offline_node = marg->status_change_nid;
3105
3106         /*
3107          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3108          * for it yet.
3109          */
3110         if (offline_node < 0)
3111                 return;
3112
3113         down_read(&slub_lock);
3114         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3115                 n = get_node(s, offline_node);
3116                 if (n) {
3117                         /*
3118                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3119                          * that is going down. We were unable to free them,
3120                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3121                          * callback. So, we must fail.
3122                          */
3123                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3124
3125                         s->node[offline_node] = NULL;
3126                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3127                 }
3128         }
3129         up_read(&slub_lock);
3130 }
3131
3132 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3133 {
3134         struct kmem_cache_node *n;
3135         struct kmem_cache *s;
3136         struct memory_notify *marg = arg;
3137         int nid = marg->status_change_nid;
3138         int ret = 0;
3139
3140         /*
3141          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3142          * already created. Nothing to do.
3143          */
3144         if (nid < 0)
3145                 return 0;
3146
3147         /*
3148          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3149          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3150          * online.
3151          */
3152         down_read(&slub_lock);
3153         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3154                 /*
3155                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3156                  *      since memory is not yet available from the node that
3157                  *      is brought up.
3158                  */
3159                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3160                 if (!n) {
3161                         ret = -ENOMEM;
3162                         goto out;
3163                 }
3164                 init_kmem_cache_node(n, s);
3165                 s->node[nid] = n;
3166         }
3167 out:
3168         up_read(&slub_lock);
3169         return ret;
3170 }
3171
3172 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3173                                 unsigned long action, void *arg)
3174 {
3175         int ret = 0;
3176
3177         switch (action) {
3178         case MEM_GOING_ONLINE:
3179                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3180                 break;
3181         case MEM_GOING_OFFLINE:
3182                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3183                 break;
3184         case MEM_OFFLINE:
3185         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3186                 slab_mem_offline_callback(arg);
3187                 break;
3188         case MEM_ONLINE:
3189         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3190                 break;
3191         }
3192         if (ret)
3193                 ret = notifier_from_errno(ret);
3194         else
3195                 ret = NOTIFY_OK;
3196         return ret;
3197 }
3198
3199 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3200
3201 /********************************************************************
3202  *                      Basic setup of slabs
3203  *******************************************************************/
3204
3205 /*
3206  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3207  * the page allocator
3208  */
3209
3210 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3211 {
3212         int node;
3213
3214         list_add(&s->list, &slab_caches);
3215         s->refcount = -1;
3216
3217         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3218                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3219                 struct page *p;
3220
3221                 if (n) {
3222                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3223                                 p->slab = s;
3224
3225 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3226                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3227                                 p->slab = s;
3228 #endif
3229                 }
3230         }
3231 }
3232
3233 void __init kmem_cache_init(void)
3234 {
3235         int i;
3236         int caches = 0;
3237         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3238         int order;
3239         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3240         unsigned long kmalloc_size;
3241
3242         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3243                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3244
3245         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3246         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3247         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3248         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3249
3250         /*
3251          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3252          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3253          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3254          */
3255         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3256
3257         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3258                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3259                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3260
3261         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3262
3263         /* Able to allocate the per node structures */
3264         slab_state = PARTIAL;
3265
3266         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3267         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3268                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3269         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3270         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3271
3272         /*
3273          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3274          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3275          * update any list pointers.
3276          */
3277         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3278
3279         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3280         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3281
3282         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3283
3284         caches++;
3285         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3286         caches++;
3287         /* Free temporary boot structure */
3288         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3289
3290         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3291
3292         /*
3293          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3294          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3295          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3296          *
3297          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3298          * handle the index determination for the smaller caches.
3299          *
3300          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3301          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3302          */
3303         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3304                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3305
3306         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3307                 int elem = size_index_elem(i);
3308                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3309                         break;
3310                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3311         }
3312
3313         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3314                 /*
3315                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3316                  * is 64 byte.
3317                  */
3318                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3319                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3320         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3321                 /*
3322                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3323                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3324                  * instead.
3325                  */
3326                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3327                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3328         }
3329
3330         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3331         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3332                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3333                 caches++;
3334         }
3335
3336         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3337                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3338                 caches++;
3339         }
3340
3341         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3342                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3343                 caches++;
3344         }
3345
3346         slab_state = UP;
3347
3348         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3349         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3350                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3351                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3352         }
3353
3354         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3355                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3356                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3357         }
3358
3359         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3360                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3361
3362                 BUG_ON(!s);
3363                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3364         }
3365
3366 #ifdef CONFIG_SMP
3367         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3368 #endif
3369
3370 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3371         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3372                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3373
3374                 if (s && s->size) {
3375                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3376                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3377
3378                         BUG_ON(!name);
3379                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3380                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3381                 }
3382         }
3383 #endif
3384         printk(KERN_INFO
3385                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3386                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3387                 caches, cache_line_size(),
3388                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3389                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3390 }
3391
3392 void __init kmem_cache_init_late(void)
3393 {
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Find a mergeable slab cache
3398  */
3399 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3400 {
3401         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3402                 return 1;
3403
3404         if (s->ctor)
3405                 return 1;
3406
3407         /*
3408          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3409          */
3410         if (s->refcount < 0)
3411                 return 1;
3412
3413         return 0;
3414 }
3415
3416 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3417                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3418                 void (*ctor)(void *))
3419 {
3420         struct kmem_cache *s;
3421
3422         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3423                 return NULL;
3424
3425         if (ctor)
3426                 return NULL;
3427
3428         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3429         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3430         size = ALIGN(size, align);
3431         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3432
3433         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3434                 if (slab_unmergeable(s))
3435                         continue;
3436
3437                 if (size > s->size)
3438                         continue;
3439
3440                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3441                                 continue;
3442                 /*
3443                  * Check if alignment is compatible.
3444                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3445                  */
3446                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3447                         continue;
3448
3449                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3450                         continue;
3451
3452                 return s;
3453         }
3454         return NULL;
3455 }
3456
3457 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3458                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3459 {
3460         struct kmem_cache *s;
3461         char *n;
3462
3463         if (WARN_ON(!name))
3464                 return NULL;
3465
3466         down_write(&slub_lock);
3467         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3468         if (s) {
3469                 s->refcount++;
3470                 /*
3471                  * Adjust the object sizes so that we clear
3472                  * the complete object on kzalloc.
3473                  */
3474                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3475                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3476
3477                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3478                         s->refcount--;
3479                         goto err;
3480                 }
3481                 up_write(&slub_lock);
3482                 return s;
3483         }
3484
3485         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3486         if (!n)
3487                 goto err;
3488
3489         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3490         if (s) {
3491                 if (kmem_cache_open(s, n,
3492                                 size, align, flags, ctor)) {
3493                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3494                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3495                                 list_del(&s->list);
3496                                 kfree(n);
3497                                 kfree(s);
3498                                 goto err;
3499                         }
3500                         up_write(&slub_lock);
3501                         return s;
3502                 }
3503                 kfree(n);
3504                 kfree(s);
3505         }
3506 err:
3507         up_write(&slub_lock);
3508
3509         if (flags & SLAB_PANIC)
3510                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3511         else
3512                 s = NULL;
3513         return s;
3514 }
3515 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3516
3517 #ifdef CONFIG_SMP
3518 /*
3519  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3520  * necessary.
3521  */
3522 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3523                 unsigned long action, void *hcpu)
3524 {
3525         long cpu = (long)hcpu;
3526         struct kmem_cache *s;
3527         unsigned long flags;
3528
3529         switch (action) {
3530         case CPU_UP_CANCELED:
3531         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3532         case CPU_DEAD:
3533         case CPU_DEAD_FROZEN:
3534                 down_read(&slub_lock);
3535                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3536                         local_irq_save(flags);
3537                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3538                         local_irq_restore(flags);
3539                 }
3540                 up_read(&slub_lock);
3541                 break;
3542         default:
3543                 break;
3544         }
3545         return NOTIFY_OK;
3546 }
3547
3548 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3549         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3550 };
3551
3552 #endif
3553
3554 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3555 {
3556         struct kmem_cache *s;
3557         void *ret;
3558
3559         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3560                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3561
3562         s = get_slab(size, gfpflags);
3563
3564         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3565                 return s;
3566
3567         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3568
3569         /* Honor the call site pointer we received. */
3570         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3571
3572         return ret;
3573 }
3574
3575 #ifdef CONFIG_NUMA
3576 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3577                                         int node, unsigned long caller)
3578 {
3579         struct kmem_cache *s;
3580         void *ret;
3581
3582         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3583                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3584
3585                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3586                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3587                                    gfpflags, node);
3588
3589                 return ret;
3590         }
3591
3592         s = get_slab(size, gfpflags);
3593
3594         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3595                 return s;
3596
3597         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3598
3599         /* Honor the call site pointer we received. */
3600         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3601
3602         return ret;
3603 }
3604 #endif
3605
3606 #ifdef CONFIG_SYSFS
3607 static int count_inuse(struct page *page)
3608 {
3609         return page->inuse;
3610 }
3611
3612 static int count_total(struct page *page)
3613 {
3614         return page->objects;
3615 }
3616 #endif
3617
3618 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3619 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3620                                                 unsigned long *map)
3621 {
3622         void *p;
3623         void *addr = page_address(page);
3624
3625         if (!check_slab(s, page) ||
3626                         !on_freelist(s, page, NULL))
3627                 return 0;
3628
3629         /* Now we know that a valid freelist exists */
3630         bitmap_zero(map, page->objects);
3631
3632         get_map(s, page, map);
3633         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3634                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3635                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3636                                 return 0;
3637         }
3638
3639         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3640                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3641                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3642                                 return 0;
3643         return 1;
3644 }
3645
3646 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3647                                                 unsigned long *map)
3648 {
3649         if (slab_trylock(page)) {
3650                 validate_slab(s, page, map);
3651                 slab_unlock(page);
3652         } else
3653                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3654                         s->name, page);
3655 }
3656
3657 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3658                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3659 {
3660         unsigned long count = 0;
3661         struct page *page;
3662         unsigned long flags;
3663
3664         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3665
3666         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3667                 validate_slab_slab(s, page, map);
3668                 count++;
3669         }
3670         if (count != n->nr_partial)
3671                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3672                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3673
3674         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3675                 goto out;
3676
3677         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3678                 validate_slab_slab(s, page, map);
3679                 count++;
3680         }
3681         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3682                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3683                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3684                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3685
3686 out:
3687         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3688         return count;
3689 }
3690
3691 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3692 {
3693         int node;
3694         unsigned long count = 0;
3695         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3696                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3697
3698         if (!map)
3699                 return -ENOMEM;
3700
3701         flush_all(s);
3702         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3703                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3704
3705                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3706         }
3707         kfree(map);
3708         return count;
3709 }
3710 /*
3711  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3712  * and freed.
3713  */
3714
3715 struct location {
3716         unsigned long count;
3717         unsigned long addr;
3718         long long sum_time;
3719         long min_time;
3720         long max_time;
3721         long min_pid;
3722         long max_pid;
3723         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3724         nodemask_t nodes;
3725 };
3726
3727 struct loc_track {
3728         unsigned long max;
3729         unsigned long count;
3730         struct location *loc;
3731 };
3732
3733 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3734 {
3735         if (t->max)
3736                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3737                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3738 }
3739
3740 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3741 {
3742         struct location *l;
3743         int order;
3744
3745         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3746
3747         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3748         if (!l)
3749                 return 0;
3750
3751         if (t->count) {
3752                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3753                 free_loc_track(t);
3754         }
3755         t->max = max;
3756         t->loc = l;
3757         return 1;
3758 }
3759
3760 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3761                                 const struct track *track)
3762 {
3763         long start, end, pos;
3764         struct location *l;
3765         unsigned long caddr;
3766         unsigned long age = jiffies - track->when;
3767
3768         start = -1;
3769         end = t->count;
3770
3771         for ( ; ; ) {
3772                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3773
3774                 /*
3775                  * There is nothing at "end". If we end up there
3776                  * we need to add something to before end.
3777                  */
3778                 if (pos == end)
3779                         break;
3780
3781                 caddr = t->loc[pos].addr;
3782                 if (track->addr == caddr) {
3783
3784                         l = &t->loc[pos];
3785                         l->count++;
3786                         if (track->when) {
3787                                 l->sum_time += age;
3788                                 if (age < l->min_time)
3789                                         l->min_time = age;
3790                                 if (age > l->max_time)
3791                                         l->max_time = age;
3792
3793                                 if (track->pid < l->min_pid)
3794                                         l->min_pid = track->pid;
3795                                 if (track->pid > l->max_pid)
3796                                         l->max_pid = track->pid;
3797
3798                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3799                                                 to_cpumask(l->cpus));
3800                         }
3801                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3802                         return 1;
3803                 }
3804
3805                 if (track->addr < caddr)
3806                         end = pos;
3807                 else
3808                         start = pos;
3809         }
3810
3811         /*
3812          * Not found. Insert new tracking element.
3813          */
3814         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3815                 return 0;
3816
3817         l = t->loc + pos;
3818         if (pos < t->count)
3819                 memmove(l + 1, l,
3820                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3821         t->count++;
3822         l->count = 1;
3823         l->addr = track->addr;
3824         l->sum_time = age;
3825         l->min_time = age;
3826         l->max_time = age;
3827         l->min_pid = track->pid;
3828         l->max_pid = track->pid;
3829         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3830         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3831         nodes_clear(l->nodes);
3832         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3833         return 1;
3834 }
3835
3836 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3837                 struct page *page, enum track_item alloc,
3838                 unsigned long *map)
3839 {
3840         void *addr = page_address(page);
3841         void *p;
3842
3843         bitmap_zero(map, page->objects);
3844         get_map(s, page, map);
3845
3846         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3847                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3848                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3849 }
3850
3851 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3852                                         enum track_item alloc)
3853 {
3854         int len = 0;
3855         unsigned long i;
3856         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3857         int node;
3858         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3859                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3860
3861         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3862                                      GFP_TEMPORARY)) {
3863                 kfree(map);
3864                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3865         }
3866         /* Push back cpu slabs */
3867         flush_all(s);
3868
3869         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3870                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3871                 unsigned long flags;
3872                 struct page *page;
3873
3874                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3875                         continue;
3876
3877                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3878                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3879                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3880                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3881                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3882                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3883         }
3884
3885         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3886                 struct location *l = &t.loc[i];
3887
3888                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3889                         break;
3890                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3891
3892                 if (l->addr)
3893                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3894                 else
3895                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3896
3897                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3898                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3899                                 l->min_time,
3900                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3901                                 l->max_time);
3902                 } else
3903                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3904                                 l->min_time);
3905
3906                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3907                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3908                                 l->min_pid, l->max_pid);
3909                 else
3910                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3911                                 l->min_pid);
3912
3913                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3914                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3915                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3916                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3917                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3918                                                  to_cpumask(l->cpus));
3919                 }
3920
3921                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3922                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3923                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3924                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3925                                         l->nodes);
3926                 }
3927
3928                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3929         }
3930
3931         free_loc_track(&t);
3932         kfree(map);
3933         if (!t.count)
3934                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3935         return len;
3936 }
3937 #endif
3938
3939 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3940 static void resiliency_test(void)
3941 {
3942         u8 *p;
3943
3944         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3945
3946         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3947         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3948         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3949
3950         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3951         p[16] = 0x12;
3952         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3953                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3954
3955         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3956
3957         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3958         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3959         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3960         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3961                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3962         printk(KERN_ERR
3963                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3964
3965         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3966         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3967         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3968         *p = 0x56;
3969         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3970                                                                         p);
3971         printk(KERN_ERR
3972                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3973         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3974
3975         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3976         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3977         kfree(p);
3978         *p = 0x78;
3979         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3980         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3981
3982         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3983         kfree(p);
3984         p[50] = 0x9a;
3985         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3986                         p);
3987         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3988
3989         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3990         kfree(p);
3991         p[512] = 0xab;
3992         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3993         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3994 }
3995 #else
3996 #ifdef CONFIG_SYSFS
3997 static void resiliency_test(void) {};
3998 #endif
3999 #endif
4000
4001 #ifdef CONFIG_SYSFS
4002 enum slab_stat_type {
4003         SL_ALL,                 /* All slabs */
4004         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4005         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4006         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4007         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4008 };
4009
4010 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4011 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4012 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4013 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4014 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4015
4016 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4017                             char *buf, unsigned long flags)
4018 {
4019         unsigned long total = 0;
4020         int node;
4021         int x;
4022         unsigned long *nodes;
4023         unsigned long *per_cpu;
4024
4025         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4026         if (!nodes)
4027                 return -ENOMEM;
4028         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4029
4030         if (flags & SO_CPU) {
4031                 int cpu;
4032
4033                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4034                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4035
4036                         if (!c || c->node < 0)
4037                                 continue;
4038
4039                         if (c->page) {
4040                                         if (flags & SO_TOTAL)
4041                                                 x = c->page->objects;
4042                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4043                                         x = c->page->inuse;
4044                                 else
4045                                         x = 1;
4046
4047                                 total += x;
4048                                 nodes[c->node] += x;
4049                         }
4050                         per_cpu[c->node]++;
4051                 }
4052         }
4053
4054         lock_memory_hotplug();
4055 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4056         if (flags & SO_ALL) {
4057                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4058                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4059
4060                 if (flags & SO_TOTAL)
4061                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4062                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4063                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4064                                 count_partial(n, count_free);
4065
4066                         else
4067                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4068                         total += x;
4069                         nodes[node] += x;
4070                 }
4071
4072         } else
4073 #endif
4074         if (flags & SO_PARTIAL) {
4075                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4076                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4077
4078                         if (flags & SO_TOTAL)
4079                                 x = count_partial(n, count_total);
4080                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4081                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4082                         else
4083                                 x = n->nr_partial;
4084                         total += x;
4085                         nodes[node] += x;
4086                 }
4087         }
4088         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4089 #ifdef CONFIG_NUMA
4090         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4091                 if (nodes[node])
4092                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4093                                         node, nodes[node]);
4094 #endif
4095         unlock_memory_hotplug();
4096         kfree(nodes);
4097         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4098 }
4099
4100 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4101 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4102 {
4103         int node;
4104
4105         for_each_online_node(node) {
4106                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4107
4108                 if (!n)
4109                         continue;
4110
4111                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4112                         return 1;
4113         }
4114         return 0;
4115 }
4116 #endif
4117
4118 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4119 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4120
4121 struct slab_attribute {
4122         struct attribute attr;
4123         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4124         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4125 };
4126
4127 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4128         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4129
4130 #define SLAB_ATTR(_name) \
4131         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4132         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4133
4134 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4135 {
4136         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4137 }
4138 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4139
4140 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4141 {
4142         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4143 }
4144 SLAB_ATTR_RO(align);
4145
4146 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4147 {
4148         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4149 }
4150 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4151
4152 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4153 {
4154         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4155 }
4156 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4157
4158 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4159                                 const char *buf, size_t length)
4160 {
4161         unsigned long order;
4162         int err;
4163
4164         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4165         if (err)
4166                 return err;
4167
4168         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4169                 return -EINVAL;
4170
4171         calculate_sizes(s, order);
4172         return length;
4173 }
4174
4175 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4176 {
4177         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4178 }
4179 SLAB_ATTR(order);
4180
4181 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4182 {
4183         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4184 }
4185
4186 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4187                                  size_t length)
4188 {
4189         unsigned long min;
4190         int err;
4191
4192         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4193         if (err)
4194                 return err;
4195
4196         set_min_partial(s, min);
4197         return length;
4198 }
4199 SLAB_ATTR(min_partial);
4200
4201 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4202 {
4203         if (!s->ctor)
4204                 return 0;
4205         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4206 }
4207 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4208
4209 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4210 {
4211         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4212 }
4213 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4214
4215 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4216 {
4217         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4218 }
4219 SLAB_ATTR_RO(partial);
4220
4221 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4222 {
4223         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4224 }
4225 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4226
4227 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4228 {
4229         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4230 }
4231 SLAB_ATTR_RO(objects);
4232
4233 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4234 {
4235         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4236 }
4237 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4238
4239 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4240 {
4241         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4242 }
4243
4244 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4245                                 const char *buf, size_t length)
4246 {
4247         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4248         if (buf[0] == '1')
4249                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4250         return length;
4251 }
4252 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4253
4254 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4255 {
4256         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4257 }
4258 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4259
4260 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4261 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4262 {
4263         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4264 }
4265 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4266 #endif
4267
4268 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4269 {
4270         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4271 }
4272 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4273
4274 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4275 {
4276         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4277 }
4278 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4279
4280 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4281 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4282 {
4283         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4284 }
4285 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4286
4287 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4288 {
4289         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4290 }
4291 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4292
4293 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4294 {
4295         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4296 }
4297
4298 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4299                                 const char *buf, size_t length)
4300 {
4301         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4302         if (buf[0] == '1') {
4303                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4304                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4305         }
4306         return length;
4307 }
4308 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4309
4310 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4311 {
4312         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4313 }
4314
4315 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4316                                                         size_t length)
4317 {
4318         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4319         if (buf[0] == '1') {
4320                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4321                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4322         }
4323         return length;
4324 }
4325 SLAB_ATTR(trace);
4326
4327 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4328 {
4329         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4330 }
4331
4332 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4333                                 const char *buf, size_t length)
4334 {
4335         if (any_slab_objects(s))
4336                 return -EBUSY;
4337
4338         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4339         if (buf[0] == '1') {
4340                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4341                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4342         }
4343         calculate_sizes(s, -1);
4344         return length;
4345 }
4346 SLAB_ATTR(red_zone);
4347
4348 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4349 {
4350         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4351 }
4352
4353 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4354                                 const char *buf, size_t length)
4355 {
4356         if (any_slab_objects(s))
4357                 return -EBUSY;
4358
4359         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4360         if (buf[0] == '1') {
4361                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4362                 s->flags |= SLAB_POISON;
4363         }
4364         calculate_sizes(s, -1);
4365         return length;
4366 }
4367 SLAB_ATTR(poison);
4368
4369 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4370 {
4371         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4372 }
4373
4374 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4375                                 const char *buf, size_t length)
4376 {
4377         if (any_slab_objects(s))
4378                 return -EBUSY;
4379
4380         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4381         if (buf[0] == '1') {
4382                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4383                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4384         }
4385         calculate_sizes(s, -1);
4386         return length;
4387 }
4388 SLAB_ATTR(store_user);
4389
4390 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4391 {
4392         return 0;
4393 }
4394
4395 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4396                         const char *buf, size_t length)
4397 {
4398         int ret = -EINVAL;
4399
4400         if (buf[0] == '1') {
4401                 ret = validate_slab_cache(s);
4402                 if (ret >= 0)
4403                         ret = length;
4404         }
4405         return ret;
4406 }
4407 SLAB_ATTR(validate);
4408
4409 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4410 {
4411         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4412                 return -ENOSYS;
4413         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4414 }
4415 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4416
4417 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4418 {
4419         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4420                 return -ENOSYS;
4421         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4422 }
4423 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4424 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4425
4426 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4427 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4428 {
4429         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4430 }
4431
4432 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4433                                                         size_t length)
4434 {
4435         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4436         if (buf[0] == '1')
4437                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4438         return length;
4439 }
4440 SLAB_ATTR(failslab);
4441 #endif
4442
4443 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4444 {
4445         return 0;
4446 }
4447
4448 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4449                         const char *buf, size_t length)
4450 {
4451         if (buf[0] == '1') {
4452                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4453
4454                 if (rc)
4455                         return rc;
4456         } else
4457                 return -EINVAL;
4458         return length;
4459 }
4460 SLAB_ATTR(shrink);
4461
4462 #ifdef CONFIG_NUMA
4463 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4464 {
4465         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4466 }
4467
4468 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4469                                 const char *buf, size_t length)
4470 {
4471         unsigned long ratio;
4472         int err;
4473
4474         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4475         if (err)
4476                 return err;
4477
4478         if (ratio <= 100)
4479                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4480
4481         return length;
4482 }
4483 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4484 #endif
4485
4486 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4487 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4488 {
4489         unsigned long sum  = 0;
4490         int cpu;
4491         int len;
4492         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4493
4494         if (!data)
4495                 return -ENOMEM;
4496
4497         for_each_online_cpu(cpu) {
4498                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4499
4500                 data[cpu] = x;
4501                 sum += x;
4502         }
4503
4504         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4505
4506 #ifdef CONFIG_SMP
4507         for_each_online_cpu(cpu) {
4508                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4509                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4510         }
4511 #endif
4512         kfree(data);
4513         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4514 }
4515
4516 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4517 {
4518         int cpu;
4519
4520         for_each_online_cpu(cpu)
4521                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4522 }
4523
4524 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4525 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4526 {                                                               \
4527         return show_stat(s, buf, si);                           \
4528 }                                                               \
4529 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4530                                 const char *buf, size_t length) \
4531 {                                                               \
4532         if (buf[0] != '0')                                      \
4533                 return -EINVAL;                                 \
4534         clear_stat(s, si);                                      \
4535         return length;                                          \
4536 }                                                               \
4537 SLAB_ATTR(text);                                                \
4538
4539 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4540 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4541 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4542 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4543 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4544 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4545 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4546 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4547 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4548 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4549 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4550 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4551 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4552 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4553 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4554 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4555 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4556 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4557 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4558 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4559 #endif
4560
4561 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4562         &slab_size_attr.attr,
4563         &object_size_attr.attr,
4564         &objs_per_slab_attr.attr,
4565         &order_attr.attr,
4566         &min_partial_attr.attr,
4567         &objects_attr.attr,
4568         &objects_partial_attr.attr,
4569         &partial_attr.attr,
4570         &cpu_slabs_attr.attr,
4571         &ctor_attr.attr,
4572         &aliases_attr.attr,
4573         &align_attr.attr,
4574         &hwcache_align_attr.attr,
4575         &reclaim_account_attr.attr,
4576         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4577         &shrink_attr.attr,
4578         &reserved_attr.attr,
4579 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4580         &total_objects_attr.attr,
4581         &slabs_attr.attr,
4582         &sanity_checks_attr.attr,
4583         &trace_attr.attr,
4584         &red_zone_attr.attr,
4585         &poison_attr.attr,
4586         &store_user_attr.attr,
4587         &validate_attr.attr,
4588         &alloc_calls_attr.attr,
4589         &free_calls_attr.attr,
4590 #endif
4591 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4592         &cache_dma_attr.attr,
4593 #endif
4594 #ifdef CONFIG_NUMA
4595         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4596 #endif
4597 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4598         &alloc_fastpath_attr.attr,
4599         &alloc_slowpath_attr.attr,
4600         &free_fastpath_attr.attr,
4601         &free_slowpath_attr.attr,
4602         &free_frozen_attr.attr,
4603         &free_add_partial_attr.attr,
4604         &free_remove_partial_attr.attr,
4605         &alloc_from_partial_attr.attr,
4606         &alloc_slab_attr.attr,
4607         &alloc_refill_attr.attr,
4608         &free_slab_attr.attr,
4609         &cpuslab_flush_attr.attr,
4610         &deactivate_full_attr.attr,
4611         &deactivate_empty_attr.attr,
4612         &deactivate_to_head_attr.attr,
4613         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4614         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4615         &order_fallback_attr.attr,
4616         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4617         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4618 #endif
4619 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4620         &failslab_attr.attr,
4621 #endif
4622
4623         NULL
4624 };
4625
4626 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4627         .attrs = slab_attrs,
4628 };
4629
4630 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4631                                 struct attribute *attr,
4632                                 char *buf)
4633 {
4634         struct slab_attribute *attribute;
4635         struct kmem_cache *s;
4636         int err;
4637
4638         attribute = to_slab_attr(attr);
4639         s = to_slab(kobj);
4640
4641         if (!attribute->show)
4642                 return -EIO;
4643
4644         err = attribute->show(s, buf);
4645
4646         return err;
4647 }
4648
4649 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4650                                 struct attribute *attr,
4651                                 const char *buf, size_t len)
4652 {
4653         struct slab_attribute *attribute;
4654         struct kmem_cache *s;
4655         int err;
4656
4657         attribute = to_slab_attr(attr);
4658         s = to_slab(kobj);
4659
4660         if (!attribute->store)
4661                 return -EIO;
4662
4663         err = attribute->store(s, buf, len);
4664
4665         return err;
4666 }
4667
4668 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4669 {
4670         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4671
4672         kfree(s->name);
4673         kfree(s);
4674 }
4675
4676 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4677         .show = slab_attr_show,
4678         .store = slab_attr_store,
4679 };
4680
4681 static struct kobj_type slab_ktype = {
4682         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4683         .release = kmem_cache_release
4684 };
4685
4686 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4687 {
4688         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4689
4690         if (ktype == &slab_ktype)
4691                 return 1;
4692         return 0;
4693 }
4694
4695 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4696         .filter = uevent_filter,
4697 };
4698
4699 static struct kset *slab_kset;
4700
4701 #define ID_STR_LENGTH 64
4702
4703 /* Create a unique string id for a slab cache:
4704  *
4705  * Format       :[flags-]size
4706  */
4707 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4708 {
4709         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4710         char *p = name;
4711
4712         BUG_ON(!name);
4713
4714         *p++ = ':';
4715         /*
4716          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4717          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4718          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4719          * are matched during merging to guarantee that the id is
4720          * unique.
4721          */
4722         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4723                 *p++ = 'd';
4724         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4725                 *p++ = 'a';
4726         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4727                 *p++ = 'F';
4728         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4729                 *p++ = 't';
4730         if (p != name + 1)
4731                 *p++ = '-';
4732         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4733         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4734         return name;
4735 }
4736
4737 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4738 {
4739         int err;
4740         const char *name;
4741         int unmergeable;
4742
4743         if (slab_state < SYSFS)
4744                 /* Defer until later */
4745                 return 0;
4746
4747         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4748         if (unmergeable) {
4749                 /*
4750                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4751                  * This is typically the case for debug situations. In that
4752                  * case we can catch duplicate names easily.
4753                  */
4754                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4755                 name = s->name;
4756         } else {
4757                 /*
4758                  * Create a unique name for the slab as a target
4759                  * for the symlinks.
4760                  */
4761                 name = create_unique_id(s);
4762         }
4763
4764         s->kobj.kset = slab_kset;
4765         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4766         if (err) {
4767                 kobject_put(&s->kobj);
4768                 return err;
4769         }
4770
4771         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4772         if (err) {
4773                 kobject_del(&s->kobj);
4774                 kobject_put(&s->kobj);
4775                 return err;
4776         }
4777         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4778         if (!unmergeable) {
4779                 /* Setup first alias */
4780                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4781                 kfree(name);
4782         }
4783         return 0;
4784 }
4785
4786 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4787 {
4788         if (slab_state < SYSFS)
4789                 /*
4790                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4791                  * cache from sysfs.
4792                  */
4793                 return;
4794
4795         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4796         kobject_del(&s->kobj);
4797         kobject_put(&s->kobj);
4798 }
4799
4800 /*
4801  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4802  * available lest we lose that information.
4803  */
4804 struct saved_alias {
4805         struct kmem_cache *s;
4806         const char *name;
4807         struct saved_alias *next;
4808 };
4809
4810 static struct saved_alias *alias_list;
4811
4812 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4813 {
4814         struct saved_alias *al;
4815
4816         if (slab_state == SYSFS) {
4817                 /*
4818                  * If we have a leftover link then remove it.
4819                  */
4820                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4821                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4822         }
4823
4824         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4825         if (!al)
4826                 return -ENOMEM;
4827
4828         al->s = s;
4829         al->name = name;
4830         al->next = alias_list;
4831         alias_list = al;
4832         return 0;
4833 }
4834
4835 static int __init slab_sysfs_init(void)
4836 {
4837         struct kmem_cache *s;
4838         int err;
4839
4840         down_write(&slub_lock);
4841
4842         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4843         if (!slab_kset) {
4844                 up_write(&slub_lock);
4845                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4846                 return -ENOSYS;
4847         }
4848
4849         slab_state = SYSFS;
4850
4851         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4852                 err = sysfs_slab_add(s);
4853                 if (err)
4854                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4855                                                 " to sysfs\n", s->name);
4856         }
4857
4858         while (alias_list) {
4859                 struct saved_alias *al = alias_list;
4860
4861                 alias_list = alias_list->next;
4862                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4863                 if (err)
4864                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4865                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4866                 kfree(al);
4867         }
4868
4869         up_write(&slub_lock);
4870         resiliency_test();
4871         return 0;
4872 }
4873
4874 __initcall(slab_sysfs_init);
4875 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4876
4877 /*
4878  * The /proc/slabinfo ABI
4879  */
4880 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4881 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4882 {
4883         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4884         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4885                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4886         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4887         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4888         seq_putc(m, '\n');
4889 }
4890
4891 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4892 {
4893         loff_t n = *pos;
4894
4895         down_read(&slub_lock);
4896         if (!n)
4897                 print_slabinfo_header(m);
4898
4899         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4900 }
4901
4902 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4903 {
4904         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4905 }
4906
4907 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4908 {
4909         up_read(&slub_lock);
4910 }
4911
4912 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4913 {
4914         unsigned long nr_partials = 0;
4915         unsigned long nr_slabs = 0;
4916         unsigned long nr_inuse = 0;
4917         unsigned long nr_objs = 0;
4918         unsigned long nr_free = 0;
4919         struct kmem_cache *s;
4920         int node;
4921
4922         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4923
4924         for_each_online_node(node) {
4925                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4926
4927                 if (!n)
4928                         continue;
4929
4930                 nr_partials += n->nr_partial;
4931                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4932                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4933                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4934         }
4935
4936         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4937
4938         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4939                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4940                    (1 << oo_order(s->oo)));
4941         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4942         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4943                    0UL);
4944         seq_putc(m, '\n');
4945         return 0;
4946 }
4947
4948 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4949         .start = s_start,
4950         .next = s_next,
4951         .stop = s_stop,
4952         .show = s_show,
4953 };
4954
4955 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4956 {
4957         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4958 }
4959
4960 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4961         .open           = slabinfo_open,
4962         .read           = seq_read,
4963         .llseek         = seq_lseek,
4964         .release        = seq_release,
4965 };
4966
4967 static int __init slab_proc_init(void)
4968 {
4969         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4970         return 0;
4971 }
4972 module_init(slab_proc_init);
4973 #endif /* CONFIG_SLABINFO */