SLUB: Fix __GFP_ZERO unlikely() annotation
[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/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31
32 /*
33  * Lock order:
34  *   1. slab_lock(page)
35  *   2. slab->list_lock
36  *
37  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
38  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
39  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
40  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
41  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
42  *   the page_struct of the slab.
43  *
44  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
45  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
46  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
47  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
48  *   modified without taking the list lock).
49  *
50  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
51  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
52  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
53  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
54  *   the list lock.
55  *
56  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
57  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
58  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
59  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
60  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
61  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
62  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
63  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
64  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
65  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
66  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
67  *   no danger of cacheline contention.
68  *
69  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
70  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
71  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
72  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
73  *
74  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
75  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
76  *
77  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
78  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
79  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
80  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
81  * cannot scan all objects.
82  *
83  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
84  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
85  * fast frees and allocs.
86  *
87  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
88  *
89  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
90  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
91  *                      such as satisfying allocations for a specific
92  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
93  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
94  *                      list operations. It is up to the processor holding
95  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
96  *                      when the slab is no longer needed.
97  *
98  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
99  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
100  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
101  *                      freelist that allows lockless access to
102  *                      free objects in addition to the regular freelist
103  *                      that requires the slab lock.
104  *
105  * PageError            Slab requires special handling due to debug
106  *                      options set. This moves slab handling out of
107  *                      the fast path and disables lockless freelists.
108  */
109
110 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
111 #define SLABDEBUG 1
112 #else
113 #define SLABDEBUG 0
114 #endif
115
116 /*
117  * Issues still to be resolved:
118  *
119  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
120  *
121  * - Variable sizing of the per node arrays
122  */
123
124 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
125 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
126
127 /*
128  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
129  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
130  */
131 #define MIN_PARTIAL 5
132
133 /*
134  * Maximum number of desirable partial slabs.
135  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
136  * sort the partial list by the number of objects in the.
137  */
138 #define MAX_PARTIAL 10
139
140 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
141                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
142
143 /*
144  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
145  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
146  * metadata.
147  */
148 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Set of flags that will prevent slab merging
152  */
153 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
154                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
155
156 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
157                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
158
159 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
160 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
161 #endif
162
163 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
165 #endif
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
173 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
174
175 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
176
177 #ifdef CONFIG_SMP
178 static struct notifier_block slab_notifier;
179 #endif
180
181 static enum {
182         DOWN,           /* No slab functionality available */
183         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
184         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
185         SYSFS           /* Sysfs up */
186 } slab_state = DOWN;
187
188 /* A list of all slab caches on the system */
189 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
190 static LIST_HEAD(slab_caches);
191
192 /*
193  * Tracking user of a slab.
194  */
195 struct track {
196         unsigned long addr;     /* Called from address */
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
214 {
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         c->stat[si]++;
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238 #ifdef CONFIG_NUMA
239         return s->node[node];
240 #else
241         return &s->local_node;
242 #endif
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
246 {
247 #ifdef CONFIG_SMP
248         return s->cpu_slab[cpu];
249 #else
250         return &s->cpu_slab;
251 #endif
252 }
253
254 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
255 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
256                                 struct page *page, const void *object)
257 {
258         void *base;
259
260         if (!object)
261                 return 1;
262
263         base = page_address(page);
264         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
265                 (object - base) % s->size) {
266                 return 0;
267         }
268
269         return 1;
270 }
271
272 /*
273  * Slow version of get and set free pointer.
274  *
275  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
276  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
277  * from the page struct.
278  */
279 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
280 {
281         return *(void **)(object + s->offset);
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Scan freelist */
295 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
296         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
297
298 /* Determine object index from a given position */
299 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
300 {
301         return (p - addr) / s->size;
302 }
303
304 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
305                                                 unsigned long size)
306 {
307         struct kmem_cache_order_objects x = {
308                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
309         };
310
311         return x;
312 }
313
314 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
315 {
316         return x.x >> OO_SHIFT;
317 }
318
319 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
320 {
321         return x.x & OO_MASK;
322 }
323
324 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
325 /*
326  * Debug settings:
327  */
328 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
329 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
330 #else
331 static int slub_debug;
332 #endif
333
334 static char *slub_debug_slabs;
335 static int disable_higher_order_debug;
336
337 /*
338  * Object debugging
339  */
340 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
341 {
342         int i, offset;
343         int newline = 1;
344         char ascii[17];
345
346         ascii[16] = 0;
347
348         for (i = 0; i < length; i++) {
349                 if (newline) {
350                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
351                         newline = 0;
352                 }
353                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
354                 offset = i % 16;
355                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
356                 if (offset == 15) {
357                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
358                         newline = 1;
359                 }
360         }
361         if (!newline) {
362                 i %= 16;
363                 while (i < 16) {
364                         printk(KERN_CONT "   ");
365                         ascii[i] = ' ';
366                         i++;
367                 }
368                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
369         }
370 }
371
372 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
373         enum track_item alloc)
374 {
375         struct track *p;
376
377         if (s->offset)
378                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
379         else
380                 p = object + s->inuse;
381
382         return p + alloc;
383 }
384
385 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
386                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
387 {
388         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
389
390         if (addr) {
391                 p->addr = addr;
392                 p->cpu = smp_processor_id();
393                 p->pid = current->pid;
394                 p->when = jiffies;
395         } else
396                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
397 }
398
399 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
400 {
401         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
402                 return;
403
404         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
405         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
406 }
407
408 static void print_track(const char *s, struct track *t)
409 {
410         if (!t->addr)
411                 return;
412
413         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
414                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
415 }
416
417 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
418 {
419         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
420                 return;
421
422         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
423         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
424 }
425
426 static void print_page_info(struct page *page)
427 {
428         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
429                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
430
431 }
432
433 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
434 {
435         va_list args;
436         char buf[100];
437
438         va_start(args, fmt);
439         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
440         va_end(args);
441         printk(KERN_ERR "========================================"
442                         "=====================================\n");
443         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
444         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
445                         "-------------------------------------\n\n");
446 }
447
448 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
449 {
450         va_list args;
451         char buf[100];
452
453         va_start(args, fmt);
454         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
455         va_end(args);
456         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
457 }
458
459 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
460 {
461         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
462         u8 *addr = page_address(page);
463
464         print_tracking(s, p);
465
466         print_page_info(page);
467
468         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
469                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
470
471         if (p > addr + 16)
472                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
473
474         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
475
476         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
477                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
478                         s->inuse - s->objsize);
479
480         if (s->offset)
481                 off = s->offset + sizeof(void *);
482         else
483                 off = s->inuse;
484
485         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
486                 off += 2 * sizeof(struct track);
487
488         if (off != s->size)
489                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
490                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
491
492         dump_stack();
493 }
494
495 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
496                         u8 *object, char *reason)
497 {
498         slab_bug(s, "%s", reason);
499         print_trailer(s, page, object);
500 }
501
502 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
503 {
504         va_list args;
505         char buf[100];
506
507         va_start(args, fmt);
508         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
509         va_end(args);
510         slab_bug(s, "%s", buf);
511         print_page_info(page);
512         dump_stack();
513 }
514
515 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
516 {
517         u8 *p = object;
518
519         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
520                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
521                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
522         }
523
524         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
525                 memset(p + s->objsize,
526                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
527                         s->inuse - s->objsize);
528 }
529
530 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
531 {
532         while (bytes) {
533                 if (*start != (u8)value)
534                         return start;
535                 start++;
536                 bytes--;
537         }
538         return NULL;
539 }
540
541 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
542                                                 void *from, void *to)
543 {
544         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
545         memset(from, data, to - from);
546 }
547
548 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
549                         u8 *object, char *what,
550                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
551 {
552         u8 *fault;
553         u8 *end;
554
555         fault = check_bytes(start, value, bytes);
556         if (!fault)
557                 return 1;
558
559         end = start + bytes;
560         while (end > fault && end[-1] == value)
561                 end--;
562
563         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
564         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
565                                         fault, end - 1, fault[0], value);
566         print_trailer(s, page, object);
567
568         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
569         return 0;
570 }
571
572 /*
573  * Object layout:
574  *
575  * object address
576  *      Bytes of the object to be managed.
577  *      If the freepointer may overlay the object then the free
578  *      pointer is the first word of the object.
579  *
580  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
581  *      0xa5 (POISON_END)
582  *
583  * object + s->objsize
584  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
585  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
586  *      objsize == inuse.
587  *
588  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
589  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
590  *
591  * object + s->inuse
592  *      Meta data starts here.
593  *
594  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
595  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
596  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
597  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
598  *              before the word boundary.
599  *
600  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
601  *
602  * object + s->size
603  *      Nothing is used beyond s->size.
604  *
605  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
606  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
607  * may be used with merged slabcaches.
608  */
609
610 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
611 {
612         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
613
614         if (s->offset)
615                 /* Freepointer is placed after the object. */
616                 off += sizeof(void *);
617
618         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
619                 /* We also have user information there */
620                 off += 2 * sizeof(struct track);
621
622         if (s->size == off)
623                 return 1;
624
625         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
626                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
627 }
628
629 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
630 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
631 {
632         u8 *start;
633         u8 *fault;
634         u8 *end;
635         int length;
636         int remainder;
637
638         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
639                 return 1;
640
641         start = page_address(page);
642         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
643         end = start + length;
644         remainder = length % s->size;
645         if (!remainder)
646                 return 1;
647
648         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
649         if (!fault)
650                 return 1;
651         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
652                 end--;
653
654         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
655         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
656
657         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
658         return 0;
659 }
660
661 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
662                                         void *object, int active)
663 {
664         u8 *p = object;
665         u8 *endobject = object + s->objsize;
666
667         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
668                 unsigned int red =
669                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
670
671                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
672                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
673                         return 0;
674         } else {
675                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
676                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
677                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
678                 }
679         }
680
681         if (s->flags & SLAB_POISON) {
682                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
683                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
684                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
685                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
686                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
687                         return 0;
688                 /*
689                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
690                  */
691                 check_pad_bytes(s, page, p);
692         }
693
694         if (!s->offset && active)
695                 /*
696                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
697                  * freepointer while object is allocated.
698                  */
699                 return 1;
700
701         /* Check free pointer validity */
702         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
703                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
704                 /*
705                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
706                  * of the free objects in this slab. May cause
707                  * another error because the object count is now wrong.
708                  */
709                 set_freepointer(s, p, NULL);
710                 return 0;
711         }
712         return 1;
713 }
714
715 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
716 {
717         int maxobj;
718
719         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
720
721         if (!PageSlab(page)) {
722                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
723                 return 0;
724         }
725
726         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
727         if (page->objects > maxobj) {
728                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
729                         s->name, page->objects, maxobj);
730                 return 0;
731         }
732         if (page->inuse > page->objects) {
733                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
734                         s->name, page->inuse, page->objects);
735                 return 0;
736         }
737         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
738         slab_pad_check(s, page);
739         return 1;
740 }
741
742 /*
743  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
744  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
745  */
746 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
747 {
748         int nr = 0;
749         void *fp = page->freelist;
750         void *object = NULL;
751         unsigned long max_objects;
752
753         while (fp && nr <= page->objects) {
754                 if (fp == search)
755                         return 1;
756                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
757                         if (object) {
758                                 object_err(s, page, object,
759                                         "Freechain corrupt");
760                                 set_freepointer(s, object, NULL);
761                                 break;
762                         } else {
763                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
764                                 page->freelist = NULL;
765                                 page->inuse = page->objects;
766                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
767                                 return 0;
768                         }
769                         break;
770                 }
771                 object = fp;
772                 fp = get_freepointer(s, object);
773                 nr++;
774         }
775
776         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
777         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
778                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
779
780         if (page->objects != max_objects) {
781                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
782                         "should be %d", page->objects, max_objects);
783                 page->objects = max_objects;
784                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
785         }
786         if (page->inuse != page->objects - nr) {
787                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
788                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
789                 page->inuse = page->objects - nr;
790                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
791         }
792         return search == NULL;
793 }
794
795 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
796                                                                 int alloc)
797 {
798         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
799                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
800                         s->name,
801                         alloc ? "alloc" : "free",
802                         object, page->inuse,
803                         page->freelist);
804
805                 if (!alloc)
806                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
807
808                 dump_stack();
809         }
810 }
811
812 /*
813  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
814  */
815 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
816 {
817         spin_lock(&n->list_lock);
818         list_add(&page->lru, &n->full);
819         spin_unlock(&n->list_lock);
820 }
821
822 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
823 {
824         struct kmem_cache_node *n;
825
826         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
827                 return;
828
829         n = get_node(s, page_to_nid(page));
830
831         spin_lock(&n->list_lock);
832         list_del(&page->lru);
833         spin_unlock(&n->list_lock);
834 }
835
836 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
837 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
838 {
839         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
840
841         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
842 }
843
844 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
845 {
846         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
847 }
848
849 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
850 {
851         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
852
853         /*
854          * May be called early in order to allocate a slab for the
855          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
856          * dilemma by deferring the increment of the count during
857          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
858          */
859         if (!NUMA_BUILD || n) {
860                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
861                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
862         }
863 }
864 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
865 {
866         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
867
868         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
869         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
870 }
871
872 /* Object debug checks for alloc/free paths */
873 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
874                                                                 void *object)
875 {
876         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
877                 return;
878
879         init_object(s, object, 0);
880         init_tracking(s, object);
881 }
882
883 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
884                                         void *object, unsigned long addr)
885 {
886         if (!check_slab(s, page))
887                 goto bad;
888
889         if (!on_freelist(s, page, object)) {
890                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
891                 goto bad;
892         }
893
894         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
895                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
896                 goto bad;
897         }
898
899         if (!check_object(s, page, object, 0))
900                 goto bad;
901
902         /* Success perform special debug activities for allocs */
903         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
904                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
905         trace(s, page, object, 1);
906         init_object(s, object, 1);
907         return 1;
908
909 bad:
910         if (PageSlab(page)) {
911                 /*
912                  * If this is a slab page then lets do the best we can
913                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
914                  * as used avoids touching the remaining objects.
915                  */
916                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
917                 page->inuse = page->objects;
918                 page->freelist = NULL;
919         }
920         return 0;
921 }
922
923 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
924                                         void *object, unsigned long addr)
925 {
926         if (!check_slab(s, page))
927                 goto fail;
928
929         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
930                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
931                 goto fail;
932         }
933
934         if (on_freelist(s, page, object)) {
935                 object_err(s, page, object, "Object already free");
936                 goto fail;
937         }
938
939         if (!check_object(s, page, object, 1))
940                 return 0;
941
942         if (unlikely(s != page->slab)) {
943                 if (!PageSlab(page)) {
944                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
945                                 "outside of slab", object);
946                 } else if (!page->slab) {
947                         printk(KERN_ERR
948                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
949                                                 object);
950                         dump_stack();
951                 } else
952                         object_err(s, page, object,
953                                         "page slab pointer corrupt.");
954                 goto fail;
955         }
956
957         /* Special debug activities for freeing objects */
958         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
959                 remove_full(s, page);
960         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
961                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
962         trace(s, page, object, 0);
963         init_object(s, object, 0);
964         return 1;
965
966 fail:
967         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
968         return 0;
969 }
970
971 static int __init setup_slub_debug(char *str)
972 {
973         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
974         if (*str++ != '=' || !*str)
975                 /*
976                  * No options specified. Switch on full debugging.
977                  */
978                 goto out;
979
980         if (*str == ',')
981                 /*
982                  * No options but restriction on slabs. This means full
983                  * debugging for slabs matching a pattern.
984                  */
985                 goto check_slabs;
986
987         if (tolower(*str) == 'o') {
988                 /*
989                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
990                  * would increase as a result.
991                  */
992                 disable_higher_order_debug = 1;
993                 goto out;
994         }
995
996         slub_debug = 0;
997         if (*str == '-')
998                 /*
999                  * Switch off all debugging measures.
1000                  */
1001                 goto out;
1002
1003         /*
1004          * Determine which debug features should be switched on
1005          */
1006         for (; *str && *str != ','; str++) {
1007                 switch (tolower(*str)) {
1008                 case 'f':
1009                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1010                         break;
1011                 case 'z':
1012                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1013                         break;
1014                 case 'p':
1015                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1016                         break;
1017                 case 'u':
1018                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1019                         break;
1020                 case 't':
1021                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1022                         break;
1023                 default:
1024                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1025                                 "unknown. skipped\n", *str);
1026                 }
1027         }
1028
1029 check_slabs:
1030         if (*str == ',')
1031                 slub_debug_slabs = str + 1;
1032 out:
1033         return 1;
1034 }
1035
1036 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1037
1038 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1039         unsigned long flags, const char *name,
1040         void (*ctor)(void *))
1041 {
1042         /*
1043          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1044          */
1045         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1046                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1047                 flags |= slub_debug;
1048
1049         return flags;
1050 }
1051 #else
1052 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1053                         struct page *page, void *object) {}
1054
1055 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1056         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1057
1058 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1059         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1060
1061 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1062                         { return 1; }
1063 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1064                         void *object, int active) { return 1; }
1065 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1066 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1067         unsigned long flags, const char *name,
1068         void (*ctor)(void *))
1069 {
1070         return flags;
1071 }
1072 #define slub_debug 0
1073
1074 #define disable_higher_order_debug 0
1075
1076 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1077                                                         { return 0; }
1078 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1079                                                         { return 0; }
1080 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1081                                                         int objects) {}
1082 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1083                                                         int objects) {}
1084 #endif
1085
1086 /*
1087  * Slab allocation and freeing
1088  */
1089 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1090                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1091 {
1092         int order = oo_order(oo);
1093
1094         flags |= __GFP_NOTRACK;
1095
1096         if (node == -1)
1097                 return alloc_pages(flags, order);
1098         else
1099                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1100 }
1101
1102 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1103 {
1104         struct page *page;
1105         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1106         gfp_t alloc_gfp;
1107
1108         flags |= s->allocflags;
1109
1110         /*
1111          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1112          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1113          */
1114         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1115
1116         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1117         if (unlikely(!page)) {
1118                 oo = s->min;
1119                 /*
1120                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1121                  * Try a lower order alloc if possible
1122                  */
1123                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1124                 if (!page)
1125                         return NULL;
1126
1127                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1128         }
1129
1130         if (kmemcheck_enabled
1131                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1132                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1133
1134                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1135
1136                 /*
1137                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1138                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1139                  */
1140                 if (s->ctor)
1141                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1142                 else
1143                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1144         }
1145
1146         page->objects = oo_objects(oo);
1147         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1148                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1149                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1150                 1 << oo_order(oo));
1151
1152         return page;
1153 }
1154
1155 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1156                                 void *object)
1157 {
1158         setup_object_debug(s, page, object);
1159         if (unlikely(s->ctor))
1160                 s->ctor(object);
1161 }
1162
1163 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1164 {
1165         struct page *page;
1166         void *start;
1167         void *last;
1168         void *p;
1169
1170         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1171
1172         page = allocate_slab(s,
1173                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1174         if (!page)
1175                 goto out;
1176
1177         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1178         page->slab = s;
1179         page->flags |= 1 << PG_slab;
1180         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1181                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1182                 __SetPageSlubDebug(page);
1183
1184         start = page_address(page);
1185
1186         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1187                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1188
1189         last = start;
1190         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1191                 setup_object(s, page, last);
1192                 set_freepointer(s, last, p);
1193                 last = p;
1194         }
1195         setup_object(s, page, last);
1196         set_freepointer(s, last, NULL);
1197
1198         page->freelist = start;
1199         page->inuse = 0;
1200 out:
1201         return page;
1202 }
1203
1204 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1205 {
1206         int order = compound_order(page);
1207         int pages = 1 << order;
1208
1209         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1210                 void *p;
1211
1212                 slab_pad_check(s, page);
1213                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1214                                                 page->objects)
1215                         check_object(s, page, p, 0);
1216                 __ClearPageSlubDebug(page);
1217         }
1218
1219         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1220
1221         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1222                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1223                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1224                 -pages);
1225
1226         __ClearPageSlab(page);
1227         reset_page_mapcount(page);
1228         if (current->reclaim_state)
1229                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1230         __free_pages(page, order);
1231 }
1232
1233 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1234 {
1235         struct page *page;
1236
1237         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1238         __free_slab(page->slab, page);
1239 }
1240
1241 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1242 {
1243         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1244                 /*
1245                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1246                  */
1247                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1248
1249                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1250         } else
1251                 __free_slab(s, page);
1252 }
1253
1254 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1255 {
1256         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1257         free_slab(s, page);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * Per slab locking using the pagelock
1262  */
1263 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1264 {
1265         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1266 }
1267
1268 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1269 {
1270         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1271 }
1272
1273 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1274 {
1275         int rc = 1;
1276
1277         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1278         return rc;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Management of partially allocated slabs
1283  */
1284 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1285                                 struct page *page, int tail)
1286 {
1287         spin_lock(&n->list_lock);
1288         n->nr_partial++;
1289         if (tail)
1290                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1291         else
1292                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1293         spin_unlock(&n->list_lock);
1294 }
1295
1296 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1297 {
1298         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1299
1300         spin_lock(&n->list_lock);
1301         list_del(&page->lru);
1302         n->nr_partial--;
1303         spin_unlock(&n->list_lock);
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Lock slab and remove from the partial list.
1308  *
1309  * Must hold list_lock.
1310  */
1311 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1312                                                         struct page *page)
1313 {
1314         if (slab_trylock(page)) {
1315                 list_del(&page->lru);
1316                 n->nr_partial--;
1317                 __SetPageSlubFrozen(page);
1318                 return 1;
1319         }
1320         return 0;
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1325  */
1326 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1327 {
1328         struct page *page;
1329
1330         /*
1331          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1332          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1333          * partial slab and there is none available then get_partials()
1334          * will return NULL.
1335          */
1336         if (!n || !n->nr_partial)
1337                 return NULL;
1338
1339         spin_lock(&n->list_lock);
1340         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1341                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1342                         goto out;
1343         page = NULL;
1344 out:
1345         spin_unlock(&n->list_lock);
1346         return page;
1347 }
1348
1349 /*
1350  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1351  */
1352 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1353 {
1354 #ifdef CONFIG_NUMA
1355         struct zonelist *zonelist;
1356         struct zoneref *z;
1357         struct zone *zone;
1358         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1359         struct page *page;
1360
1361         /*
1362          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1363          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1364          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1365          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1366          *
1367          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1368          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1369          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1370          * from other nodes and filled up.
1371          *
1372          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1373          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1374          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1375          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1376          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1377          * with available objects.
1378          */
1379         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1380                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1381                 return NULL;
1382
1383         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1384         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1385                 struct kmem_cache_node *n;
1386
1387                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1388
1389                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1390                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1391                         page = get_partial_node(n);
1392                         if (page)
1393                                 return page;
1394                 }
1395         }
1396 #endif
1397         return NULL;
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Get a partial page, lock it and return it.
1402  */
1403 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1404 {
1405         struct page *page;
1406         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1407
1408         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1409         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1410                 return page;
1411
1412         return get_any_partial(s, flags);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Move a page back to the lists.
1417  *
1418  * Must be called with the slab lock held.
1419  *
1420  * On exit the slab lock will have been dropped.
1421  */
1422 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1423 {
1424         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1425         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1426
1427         __ClearPageSlubFrozen(page);
1428         if (page->inuse) {
1429
1430                 if (page->freelist) {
1431                         add_partial(n, page, tail);
1432                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1433                 } else {
1434                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1435                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1436                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1437                                 add_full(n, page);
1438                 }
1439                 slab_unlock(page);
1440         } else {
1441                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1442                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1443                         /*
1444                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1445                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1446                          * to come after the other slabs with objects in
1447                          * so that the others get filled first. That way the
1448                          * size of the partial list stays small.
1449                          *
1450                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1451                          * the partial list.
1452                          */
1453                         add_partial(n, page, 1);
1454                         slab_unlock(page);
1455                 } else {
1456                         slab_unlock(page);
1457                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1458                         discard_slab(s, page);
1459                 }
1460         }
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Remove the cpu slab
1465  */
1466 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1467 {
1468         struct page *page = c->page;
1469         int tail = 1;
1470
1471         if (page->freelist)
1472                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1473         /*
1474          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1475          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1476          * to occur.
1477          */
1478         while (unlikely(c->freelist)) {
1479                 void **object;
1480
1481                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1482
1483                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1484                 object = c->freelist;
1485                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1486
1487                 /* And put onto the regular freelist */
1488                 object[c->offset] = page->freelist;
1489                 page->freelist = object;
1490                 page->inuse--;
1491         }
1492         c->page = NULL;
1493         unfreeze_slab(s, page, tail);
1494 }
1495
1496 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1497 {
1498         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1499         slab_lock(c->page);
1500         deactivate_slab(s, c);
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Flush cpu slab.
1505  *
1506  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1507  */
1508 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1509 {
1510         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1511
1512         if (likely(c && c->page))
1513                 flush_slab(s, c);
1514 }
1515
1516 static void flush_cpu_slab(void *d)
1517 {
1518         struct kmem_cache *s = d;
1519
1520         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1521 }
1522
1523 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1524 {
1525         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1530  * locality expectations.
1531  */
1532 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1533 {
1534 #ifdef CONFIG_NUMA
1535         if (node != -1 && c->node != node)
1536                 return 0;
1537 #endif
1538         return 1;
1539 }
1540
1541 static int count_free(struct page *page)
1542 {
1543         return page->objects - page->inuse;
1544 }
1545
1546 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1547                                         int (*get_count)(struct page *))
1548 {
1549         unsigned long flags;
1550         unsigned long x = 0;
1551         struct page *page;
1552
1553         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1554         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1555                 x += get_count(page);
1556         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1557         return x;
1558 }
1559
1560 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1561 {
1562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1563         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1564 #else
1565         return 0;
1566 #endif
1567 }
1568
1569 static noinline void
1570 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1571 {
1572         int node;
1573
1574         printk(KERN_WARNING
1575                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1576                 nid, gfpflags);
1577         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1578                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1579                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1580
1581         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1582                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1583                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1584
1585         for_each_online_node(node) {
1586                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1587                 unsigned long nr_slabs;
1588                 unsigned long nr_objs;
1589                 unsigned long nr_free;
1590
1591                 if (!n)
1592                         continue;
1593
1594                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1595                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1596                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1597
1598                 printk(KERN_WARNING
1599                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1600                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1601         }
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1606  * debugging duties.
1607  *
1608  * Interrupts are disabled.
1609  *
1610  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1611  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1612  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1613  *
1614  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1615  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1616  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1617  *
1618  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1619  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1620  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1621  */
1622 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1623                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1624 {
1625         void **object;
1626         struct page *new;
1627
1628         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1629         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1630
1631         if (!c->page)
1632                 goto new_slab;
1633
1634         slab_lock(c->page);
1635         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1636                 goto another_slab;
1637
1638         stat(c, ALLOC_REFILL);
1639
1640 load_freelist:
1641         object = c->page->freelist;
1642         if (unlikely(!object))
1643                 goto another_slab;
1644         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1645                 goto debug;
1646
1647         c->freelist = object[c->offset];
1648         c->page->inuse = c->page->objects;
1649         c->page->freelist = NULL;
1650         c->node = page_to_nid(c->page);
1651 unlock_out:
1652         slab_unlock(c->page);
1653         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1654         return object;
1655
1656 another_slab:
1657         deactivate_slab(s, c);
1658
1659 new_slab:
1660         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1661         if (new) {
1662                 c->page = new;
1663                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1664                 goto load_freelist;
1665         }
1666
1667         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1668                 local_irq_enable();
1669
1670         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1671
1672         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1673                 local_irq_disable();
1674
1675         if (new) {
1676                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1677                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1678                 if (c->page)
1679                         flush_slab(s, c);
1680                 slab_lock(new);
1681                 __SetPageSlubFrozen(new);
1682                 c->page = new;
1683                 goto load_freelist;
1684         }
1685         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1686                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1687         return NULL;
1688 debug:
1689         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1690                 goto another_slab;
1691
1692         c->page->inuse++;
1693         c->page->freelist = object[c->offset];
1694         c->node = -1;
1695         goto unlock_out;
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1700  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1701  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1702  *
1703  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1704  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1705  *
1706  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1707  */
1708 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1709                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1710 {
1711         void **object;
1712         struct kmem_cache_cpu *c;
1713         unsigned long flags;
1714         unsigned int objsize;
1715
1716         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1717
1718         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1719         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1720
1721         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1722                 return NULL;
1723
1724         local_irq_save(flags);
1725         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1726         objsize = c->objsize;
1727         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1728
1729                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1730
1731         else {
1732                 object = c->freelist;
1733                 c->freelist = object[c->offset];
1734                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1735         }
1736         local_irq_restore(flags);
1737
1738         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1739                 memset(object, 0, objsize);
1740
1741         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1742         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1743
1744         return object;
1745 }
1746
1747 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1748 {
1749         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1750
1751         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1752
1753         return ret;
1754 }
1755 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1756
1757 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1758 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1759 {
1760         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1761 }
1762 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1763 #endif
1764
1765 #ifdef CONFIG_NUMA
1766 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1767 {
1768         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1769
1770         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1771                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1772
1773         return ret;
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1776 #endif
1777
1778 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1779 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1780                                     gfp_t gfpflags,
1781                                     int node)
1782 {
1783         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1784 }
1785 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1786 #endif
1787
1788 /*
1789  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1790  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1791  *
1792  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1793  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1794  * handling required then we can return immediately.
1795  */
1796 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1797                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1798 {
1799         void *prior;
1800         void **object = (void *)x;
1801         struct kmem_cache_cpu *c;
1802
1803         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1804         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1805         slab_lock(page);
1806
1807         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1808                 goto debug;
1809
1810 checks_ok:
1811         prior = object[offset] = page->freelist;
1812         page->freelist = object;
1813         page->inuse--;
1814
1815         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1816                 stat(c, FREE_FROZEN);
1817                 goto out_unlock;
1818         }
1819
1820         if (unlikely(!page->inuse))
1821                 goto slab_empty;
1822
1823         /*
1824          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1825          * then add it.
1826          */
1827         if (unlikely(!prior)) {
1828                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1829                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1830         }
1831
1832 out_unlock:
1833         slab_unlock(page);
1834         return;
1835
1836 slab_empty:
1837         if (prior) {
1838                 /*
1839                  * Slab still on the partial list.
1840                  */
1841                 remove_partial(s, page);
1842                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1843         }
1844         slab_unlock(page);
1845         stat(c, FREE_SLAB);
1846         discard_slab(s, page);
1847         return;
1848
1849 debug:
1850         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1851                 goto out_unlock;
1852         goto checks_ok;
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1857  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1858  *
1859  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1860  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1861  * the item before.
1862  *
1863  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1864  * with all sorts of special processing.
1865  */
1866 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1867                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1868 {
1869         void **object = (void *)x;
1870         struct kmem_cache_cpu *c;
1871         unsigned long flags;
1872
1873         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1874         local_irq_save(flags);
1875         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1876         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1877         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1878         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1879                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1880         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1881                 object[c->offset] = c->freelist;
1882                 c->freelist = object;
1883                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1884         } else
1885                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1886
1887         local_irq_restore(flags);
1888 }
1889
1890 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1891 {
1892         struct page *page;
1893
1894         page = virt_to_head_page(x);
1895
1896         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1897
1898         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1899 }
1900 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1901
1902 /* Figure out on which slab page the object resides */
1903 static struct page *get_object_page(const void *x)
1904 {
1905         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1906
1907         if (!PageSlab(page))
1908                 return NULL;
1909
1910         return page;
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1915  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1916  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1917  * another.
1918  *
1919  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1920  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1921  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1922  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1923  * locking overhead.
1924  */
1925
1926 /*
1927  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1928  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1929  * and increases the number of allocations possible without having to
1930  * take the list_lock.
1931  */
1932 static int slub_min_order;
1933 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1934 static int slub_min_objects;
1935
1936 /*
1937  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1938  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1939  */
1940 static int slub_nomerge;
1941
1942 /*
1943  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1944  *
1945  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1946  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1947  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1948  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1949  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1950  * would be wasted.
1951  *
1952  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1953  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1954  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1955  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1956  *
1957  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1958  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1959  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1960  * of space in favor of a small page order.
1961  *
1962  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1963  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1964  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1965  * the smallest order which will fit the object.
1966  */
1967 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1968                                 int max_order, int fract_leftover)
1969 {
1970         int order;
1971         int rem;
1972         int min_order = slub_min_order;
1973
1974         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1975                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1976
1977         for (order = max(min_order,
1978                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1979                         order <= max_order; order++) {
1980
1981                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1982
1983                 if (slab_size < min_objects * size)
1984                         continue;
1985
1986                 rem = slab_size % size;
1987
1988                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1989                         break;
1990
1991         }
1992
1993         return order;
1994 }
1995
1996 static inline int calculate_order(int size)
1997 {
1998         int order;
1999         int min_objects;
2000         int fraction;
2001         int max_objects;
2002
2003         /*
2004          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2005          * works by first attempting to generate a layout with
2006          * the best configuration and backing off gradually.
2007          *
2008          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2009          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2010          */
2011         min_objects = slub_min_objects;
2012         if (!min_objects)
2013                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2014         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2015         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2016
2017         while (min_objects > 1) {
2018                 fraction = 16;
2019                 while (fraction >= 4) {
2020                         order = slab_order(size, min_objects,
2021                                                 slub_max_order, fraction);
2022                         if (order <= slub_max_order)
2023                                 return order;
2024                         fraction /= 2;
2025                 }
2026                 min_objects--;
2027         }
2028
2029         /*
2030          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2031          * lets see if we can place a single object there.
2032          */
2033         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2034         if (order <= slub_max_order)
2035                 return order;
2036
2037         /*
2038          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2039          */
2040         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2041         if (order < MAX_ORDER)
2042                 return order;
2043         return -ENOSYS;
2044 }
2045
2046 /*
2047  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2048  */
2049 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2050                 unsigned long align, unsigned long size)
2051 {
2052         /*
2053          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2054          * suggestion if the object is sufficiently large.
2055          *
2056          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2057          * alignment though. If that is greater then use it.
2058          */
2059         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2060                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2061                 while (size <= ralign / 2)
2062                         ralign /= 2;
2063                 align = max(align, ralign);
2064         }
2065
2066         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2067                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2068
2069         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2070 }
2071
2072 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2073                         struct kmem_cache_cpu *c)
2074 {
2075         c->page = NULL;
2076         c->freelist = NULL;
2077         c->node = 0;
2078         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2079         c->objsize = s->objsize;
2080 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2081         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2082 #endif
2083 }
2084
2085 static void
2086 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2087 {
2088         n->nr_partial = 0;
2089         spin_lock_init(&n->list_lock);
2090         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2091 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2092         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2093         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2094         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2095 #endif
2096 }
2097
2098 #ifdef CONFIG_SMP
2099 /*
2100  * Per cpu array for per cpu structures.
2101  *
2102  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2103  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2104  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2105  * beneficial for the kmalloc caches.
2106  *
2107  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2108  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2109  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2110  *
2111  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2112  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2113  */
2114 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2115
2116 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu [NR_KMEM_CACHE_CPU],
2117                       kmem_cache_cpu);
2118
2119 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2120 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2121
2122 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2123                                                         int cpu, gfp_t flags)
2124 {
2125         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2126
2127         if (c)
2128                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2129                                 (void *)c->freelist;
2130         else {
2131                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2132                 c = kmalloc_node(
2133                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2134                         flags, cpu_to_node(cpu));
2135                 if (!c)
2136                         return NULL;
2137         }
2138
2139         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2140         return c;
2141 }
2142
2143 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2144 {
2145         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2146                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2147                 kfree(c);
2148                 return;
2149         }
2150         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2151         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2152 }
2153
2154 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2155 {
2156         int cpu;
2157
2158         for_each_online_cpu(cpu) {
2159                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2160
2161                 if (c) {
2162                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2163                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2164                 }
2165         }
2166 }
2167
2168 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2169 {
2170         int cpu;
2171
2172         for_each_online_cpu(cpu) {
2173                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2174
2175                 if (c)
2176                         continue;
2177
2178                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2179                 if (!c) {
2180                         free_kmem_cache_cpus(s);
2181                         return 0;
2182                 }
2183                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2184         }
2185         return 1;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Initialize the per cpu array.
2190  */
2191 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2192 {
2193         int i;
2194
2195         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2196                 return;
2197
2198         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2199                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2200
2201         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2202 }
2203
2204 static void __init init_alloc_cpu(void)
2205 {
2206         int cpu;
2207
2208         for_each_online_cpu(cpu)
2209                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2210   }
2211
2212 #else
2213 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2214 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2215
2216 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2217 {
2218         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2219         return 1;
2220 }
2221 #endif
2222
2223 #ifdef CONFIG_NUMA
2224 /*
2225  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2226  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2227  * possible.
2228  *
2229  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2230  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2231  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2232  */
2233 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2234 {
2235         struct page *page;
2236         struct kmem_cache_node *n;
2237         unsigned long flags;
2238
2239         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2240
2241         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2242
2243         BUG_ON(!page);
2244         if (page_to_nid(page) != node) {
2245                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2246                                 "node %d\n", node);
2247                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2248                                 "in order to be able to continue\n");
2249         }
2250
2251         n = page->freelist;
2252         BUG_ON(!n);
2253         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2254         page->inuse++;
2255         kmalloc_caches->node[node] = n;
2256 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2257         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2258         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2259 #endif
2260         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2261         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2262
2263         /*
2264          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2265          * so even though there cannot be a race this early in
2266          * the boot sequence, we still disable irqs.
2267          */
2268         local_irq_save(flags);
2269         add_partial(n, page, 0);
2270         local_irq_restore(flags);
2271 }
2272
2273 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2274 {
2275         int node;
2276
2277         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2278                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2279                 if (n && n != &s->local_node)
2280                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2281                 s->node[node] = NULL;
2282         }
2283 }
2284
2285 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2286 {
2287         int node;
2288         int local_node;
2289
2290         if (slab_state >= UP)
2291                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2292         else
2293                 local_node = 0;
2294
2295         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2296                 struct kmem_cache_node *n;
2297
2298                 if (local_node == node)
2299                         n = &s->local_node;
2300                 else {
2301                         if (slab_state == DOWN) {
2302                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2303                                 continue;
2304                         }
2305                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2306                                                         gfpflags, node);
2307
2308                         if (!n) {
2309                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2310                                 return 0;
2311                         }
2312
2313                 }
2314                 s->node[node] = n;
2315                 init_kmem_cache_node(n, s);
2316         }
2317         return 1;
2318 }
2319 #else
2320 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2321 {
2322 }
2323
2324 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2325 {
2326         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2327         return 1;
2328 }
2329 #endif
2330
2331 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2332 {
2333         if (min < MIN_PARTIAL)
2334                 min = MIN_PARTIAL;
2335         else if (min > MAX_PARTIAL)
2336                 min = MAX_PARTIAL;
2337         s->min_partial = min;
2338 }
2339
2340 /*
2341  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2342  * a slab object.
2343  */
2344 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2345 {
2346         unsigned long flags = s->flags;
2347         unsigned long size = s->objsize;
2348         unsigned long align = s->align;
2349         int order;
2350
2351         /*
2352          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2353          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2354          * the possible location of the free pointer.
2355          */
2356         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2357
2358 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2359         /*
2360          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2361          * the slab may touch the object after free or before allocation
2362          * then we should never poison the object itself.
2363          */
2364         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2365                         !s->ctor)
2366                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2367         else
2368                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2369
2370
2371         /*
2372          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2373          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2374          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2375          */
2376         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2377                 size += sizeof(void *);
2378 #endif
2379
2380         /*
2381          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2382          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2383          */
2384         s->inuse = size;
2385
2386         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2387                 s->ctor)) {
2388                 /*
2389                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2390                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2391                  * kmem_cache_free.
2392                  *
2393                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2394                  * destructor or are poisoning the objects.
2395                  */
2396                 s->offset = size;
2397                 size += sizeof(void *);
2398         }
2399
2400 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2401         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2402                 /*
2403                  * Need to store information about allocs and frees after
2404                  * the object.
2405                  */
2406                 size += 2 * sizeof(struct track);
2407
2408         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2409                 /*
2410                  * Add some empty padding so that we can catch
2411                  * overwrites from earlier objects rather than let
2412                  * tracking information or the free pointer be
2413                  * corrupted if a user writes before the start
2414                  * of the object.
2415                  */
2416                 size += sizeof(void *);
2417 #endif
2418
2419         /*
2420          * Determine the alignment based on various parameters that the
2421          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2422          * on bootup.
2423          */
2424         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2425         s->align = align;
2426
2427         /*
2428          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2429          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2430          * each object to conform to the alignment.
2431          */
2432         size = ALIGN(size, align);
2433         s->size = size;
2434         if (forced_order >= 0)
2435                 order = forced_order;
2436         else
2437                 order = calculate_order(size);
2438
2439         if (order < 0)
2440                 return 0;
2441
2442         s->allocflags = 0;
2443         if (order)
2444                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2445
2446         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2447                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2448
2449         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2450                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2451
2452         /*
2453          * Determine the number of objects per slab
2454          */
2455         s->oo = oo_make(order, size);
2456         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2457         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2458                 s->max = s->oo;
2459
2460         return !!oo_objects(s->oo);
2461
2462 }
2463
2464 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2465                 const char *name, size_t size,
2466                 size_t align, unsigned long flags,
2467                 void (*ctor)(void *))
2468 {
2469         memset(s, 0, kmem_size);
2470         s->name = name;
2471         s->ctor = ctor;
2472         s->objsize = size;
2473         s->align = align;
2474         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2475
2476         if (!calculate_sizes(s, -1))
2477                 goto error;
2478         if (disable_higher_order_debug) {
2479                 /*
2480                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2481                  * order increased.
2482                  */
2483                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2484                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2485                         s->offset = 0;
2486                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2487                                 goto error;
2488                 }
2489         }
2490
2491         /*
2492          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2493          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2494          */
2495         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2496         s->refcount = 1;
2497 #ifdef CONFIG_NUMA
2498         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2499 #endif
2500         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2501                 goto error;
2502
2503         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2504                 return 1;
2505         free_kmem_cache_nodes(s);
2506 error:
2507         if (flags & SLAB_PANIC)
2508                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2509                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2510                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2511                         s->offset, flags);
2512         return 0;
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Check if a given pointer is valid
2517  */
2518 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2519 {
2520         struct page *page;
2521
2522         page = get_object_page(object);
2523
2524         if (!page || s != page->slab)
2525                 /* No slab or wrong slab */
2526                 return 0;
2527
2528         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2529                 return 0;
2530
2531         /*
2532          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2533          * But this would be too expensive and it seems that the main
2534          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2535          * to a certain slab.
2536          */
2537         return 1;
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2540
2541 /*
2542  * Determine the size of a slab object
2543  */
2544 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2545 {
2546         return s->objsize;
2547 }
2548 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2549
2550 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2551 {
2552         return s->name;
2553 }
2554 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2555
2556 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2557                                                         const char *text)
2558 {
2559 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2560         void *addr = page_address(page);
2561         void *p;
2562         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2563
2564         bitmap_zero(map, page->objects);
2565         slab_err(s, page, "%s", text);
2566         slab_lock(page);
2567         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2568                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2569
2570         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2571
2572                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2573                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2574                                                         p, p - addr);
2575                         print_tracking(s, p);
2576                 }
2577         }
2578         slab_unlock(page);
2579 #endif
2580 }
2581
2582 /*
2583  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2584  */
2585 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2586 {
2587         unsigned long flags;
2588         struct page *page, *h;
2589
2590         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2591         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2592                 if (!page->inuse) {
2593                         list_del(&page->lru);
2594                         discard_slab(s, page);
2595                         n->nr_partial--;
2596                 } else {
2597                         list_slab_objects(s, page,
2598                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2599                 }
2600         }
2601         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Release all resources used by a slab cache.
2606  */
2607 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2608 {
2609         int node;
2610
2611         flush_all(s);
2612
2613         /* Attempt to free all objects */
2614         free_kmem_cache_cpus(s);
2615         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2616                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2617
2618                 free_partial(s, n);
2619                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2620                         return 1;
2621         }
2622         free_kmem_cache_nodes(s);
2623         return 0;
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2628  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2629  */
2630 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2631 {
2632         down_write(&slub_lock);
2633         s->refcount--;
2634         if (!s->refcount) {
2635                 list_del(&s->list);
2636                 up_write(&slub_lock);
2637                 if (kmem_cache_close(s)) {
2638                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2639                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2640                         dump_stack();
2641                 }
2642                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2643                         rcu_barrier();
2644                 sysfs_slab_remove(s);
2645         } else
2646                 up_write(&slub_lock);
2647 }
2648 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2649
2650 /********************************************************************
2651  *              Kmalloc subsystem
2652  *******************************************************************/
2653
2654 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2655 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2656
2657 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2658 {
2659         get_option(&str, &slub_min_order);
2660
2661         return 1;
2662 }
2663
2664 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2665
2666 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2667 {
2668         get_option(&str, &slub_max_order);
2669         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2670
2671         return 1;
2672 }
2673
2674 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2675
2676 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2677 {
2678         get_option(&str, &slub_min_objects);
2679
2680         return 1;
2681 }
2682
2683 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2684
2685 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2686 {
2687         slub_nomerge = 1;
2688         return 1;
2689 }
2690
2691 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2692
2693 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2694                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2695 {
2696         unsigned int flags = 0;
2697
2698         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2699                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2700
2701         /*
2702          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2703          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2704          */
2705         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2706                                                                 flags, NULL))
2707                 goto panic;
2708
2709         list_add(&s->list, &slab_caches);
2710
2711         if (sysfs_slab_add(s))
2712                 goto panic;
2713         return s;
2714
2715 panic:
2716         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2717 }
2718
2719 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2720 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2721
2722 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2723 {
2724         struct kmem_cache *s;
2725
2726         down_write(&slub_lock);
2727         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2728                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2729                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2730                         sysfs_slab_add(s);
2731                 }
2732         }
2733         up_write(&slub_lock);
2734 }
2735
2736 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2737
2738 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2739 {
2740         struct kmem_cache *s;
2741         char *text;
2742         size_t realsize;
2743         unsigned long slabflags;
2744
2745         s = kmalloc_caches_dma[index];
2746         if (s)
2747                 return s;
2748
2749         /* Dynamically create dma cache */
2750         if (flags & __GFP_WAIT)
2751                 down_write(&slub_lock);
2752         else {
2753                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2754                         goto out;
2755         }
2756
2757         if (kmalloc_caches_dma[index])
2758                 goto unlock_out;
2759
2760         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2761         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2762                          (unsigned int)realsize);
2763         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2764
2765         /*
2766          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2767          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2768          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2769          * adding all existing slabs to sysfs.
2770          */
2771         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2772         if (slab_state >= SYSFS)
2773                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2774
2775         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2776                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2777                 kfree(s);
2778                 kfree(text);
2779                 goto unlock_out;
2780         }
2781
2782         list_add(&s->list, &slab_caches);
2783         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2784
2785         if (slab_state >= SYSFS)
2786                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2787
2788 unlock_out:
2789         up_write(&slub_lock);
2790 out:
2791         return kmalloc_caches_dma[index];
2792 }
2793 #endif
2794
2795 /*
2796  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2797  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2798  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2799  * fls.
2800  */
2801 static s8 size_index[24] = {
2802         3,      /* 8 */
2803         4,      /* 16 */
2804         5,      /* 24 */
2805         5,      /* 32 */
2806         6,      /* 40 */
2807         6,      /* 48 */
2808         6,      /* 56 */
2809         6,      /* 64 */
2810         1,      /* 72 */
2811         1,      /* 80 */
2812         1,      /* 88 */
2813         1,      /* 96 */
2814         7,      /* 104 */
2815         7,      /* 112 */
2816         7,      /* 120 */
2817         7,      /* 128 */
2818         2,      /* 136 */
2819         2,      /* 144 */
2820         2,      /* 152 */
2821         2,      /* 160 */
2822         2,      /* 168 */
2823         2,      /* 176 */
2824         2,      /* 184 */
2825         2       /* 192 */
2826 };
2827
2828 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2829 {
2830         return (bytes - 1) / 8;
2831 }
2832
2833 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2834 {
2835         int index;
2836
2837         if (size <= 192) {
2838                 if (!size)
2839                         return ZERO_SIZE_PTR;
2840
2841                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2842         } else
2843                 index = fls(size - 1);
2844
2845 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2846         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2847                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2848
2849 #endif
2850         return &kmalloc_caches[index];
2851 }
2852
2853 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2854 {
2855         struct kmem_cache *s;
2856         void *ret;
2857
2858         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2859                 return kmalloc_large(size, flags);
2860
2861         s = get_slab(size, flags);
2862
2863         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2864                 return s;
2865
2866         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2867
2868         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2869
2870         return ret;
2871 }
2872 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2873
2874 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2875 {
2876         struct page *page;
2877         void *ptr = NULL;
2878
2879         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2880         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2881         if (page)
2882                 ptr = page_address(page);
2883
2884         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2885         return ptr;
2886 }
2887
2888 #ifdef CONFIG_NUMA
2889 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2890 {
2891         struct kmem_cache *s;
2892         void *ret;
2893
2894         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2895                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2896
2897                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2898                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2899                                    flags, node);
2900
2901                 return ret;
2902         }
2903
2904         s = get_slab(size, flags);
2905
2906         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2907                 return s;
2908
2909         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2910
2911         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2912
2913         return ret;
2914 }
2915 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2916 #endif
2917
2918 size_t ksize(const void *object)
2919 {
2920         struct page *page;
2921         struct kmem_cache *s;
2922
2923         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2924                 return 0;
2925
2926         page = virt_to_head_page(object);
2927
2928         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2929                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2930                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2931         }
2932         s = page->slab;
2933
2934 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2935         /*
2936          * Debugging requires use of the padding between object
2937          * and whatever may come after it.
2938          */
2939         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2940                 return s->objsize;
2941
2942 #endif
2943         /*
2944          * If we have the need to store the freelist pointer
2945          * back there or track user information then we can
2946          * only use the space before that information.
2947          */
2948         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2949                 return s->inuse;
2950         /*
2951          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2952          */
2953         return s->size;
2954 }
2955 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2956
2957 void kfree(const void *x)
2958 {
2959         struct page *page;
2960         void *object = (void *)x;
2961
2962         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2963
2964         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2965                 return;
2966
2967         page = virt_to_head_page(x);
2968         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2969                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2970                 kmemleak_free(x);
2971                 put_page(page);
2972                 return;
2973         }
2974         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2975 }
2976 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2977
2978 /*
2979  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2980  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2981  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2982  * and thus they can be removed from the partial lists.
2983  *
2984  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2985  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2986  * are freed in them.
2987  */
2988 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2989 {
2990         int node;
2991         int i;
2992         struct kmem_cache_node *n;
2993         struct page *page;
2994         struct page *t;
2995         int objects = oo_objects(s->max);
2996         struct list_head *slabs_by_inuse =
2997                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2998         unsigned long flags;
2999
3000         if (!slabs_by_inuse)
3001                 return -ENOMEM;
3002
3003         flush_all(s);
3004         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3005                 n = get_node(s, node);
3006
3007                 if (!n->nr_partial)
3008                         continue;
3009
3010                 for (i = 0; i < objects; i++)
3011                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3012
3013                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3014
3015                 /*
3016                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3017                  *
3018                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3019                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3020                  */
3021                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3022                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3023                                 /*
3024                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3025                                  * may have freed the last object and be
3026                                  * waiting to release the slab.
3027                                  */
3028                                 list_del(&page->lru);
3029                                 n->nr_partial--;
3030                                 slab_unlock(page);
3031                                 discard_slab(s, page);
3032                         } else {
3033                                 list_move(&page->lru,
3034                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3035                         }
3036                 }
3037
3038                 /*
3039                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3040                  * first and the least used slabs at the end.
3041                  */
3042                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3043                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3044
3045                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3046         }
3047
3048         kfree(slabs_by_inuse);
3049         return 0;
3050 }
3051 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3052
3053 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3054 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3055 {
3056         struct kmem_cache *s;
3057
3058         down_read(&slub_lock);
3059         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3060                 kmem_cache_shrink(s);
3061         up_read(&slub_lock);
3062
3063         return 0;
3064 }
3065
3066 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3067 {
3068         struct kmem_cache_node *n;
3069         struct kmem_cache *s;
3070         struct memory_notify *marg = arg;
3071         int offline_node;
3072
3073         offline_node = marg->status_change_nid;
3074
3075         /*
3076          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3077          * for it yet.
3078          */
3079         if (offline_node < 0)
3080                 return;
3081
3082         down_read(&slub_lock);
3083         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3084                 n = get_node(s, offline_node);
3085                 if (n) {
3086                         /*
3087                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3088                          * that is going down. We were unable to free them,
3089                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3090                          * callback. So, we must fail.
3091                          */
3092                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3093
3094                         s->node[offline_node] = NULL;
3095                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3096                 }
3097         }
3098         up_read(&slub_lock);
3099 }
3100
3101 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3102 {
3103         struct kmem_cache_node *n;
3104         struct kmem_cache *s;
3105         struct memory_notify *marg = arg;
3106         int nid = marg->status_change_nid;
3107         int ret = 0;
3108
3109         /*
3110          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3111          * already created. Nothing to do.
3112          */
3113         if (nid < 0)
3114                 return 0;
3115
3116         /*
3117          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3118          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3119          * online.
3120          */
3121         down_read(&slub_lock);
3122         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3123                 /*
3124                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3125                  *      since memory is not yet available from the node that
3126                  *      is brought up.
3127                  */
3128                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3129                 if (!n) {
3130                         ret = -ENOMEM;
3131                         goto out;
3132                 }
3133                 init_kmem_cache_node(n, s);
3134                 s->node[nid] = n;
3135         }
3136 out:
3137         up_read(&slub_lock);
3138         return ret;
3139 }
3140
3141 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3142                                 unsigned long action, void *arg)
3143 {
3144         int ret = 0;
3145
3146         switch (action) {
3147         case MEM_GOING_ONLINE:
3148                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3149                 break;
3150         case MEM_GOING_OFFLINE:
3151                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3152                 break;
3153         case MEM_OFFLINE:
3154         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3155                 slab_mem_offline_callback(arg);
3156                 break;
3157         case MEM_ONLINE:
3158         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3159                 break;
3160         }
3161         if (ret)
3162                 ret = notifier_from_errno(ret);
3163         else
3164                 ret = NOTIFY_OK;
3165         return ret;
3166 }
3167
3168 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3169
3170 /********************************************************************
3171  *                      Basic setup of slabs
3172  *******************************************************************/
3173
3174 void __init kmem_cache_init(void)
3175 {
3176         int i;
3177         int caches = 0;
3178
3179         init_alloc_cpu();
3180
3181 #ifdef CONFIG_NUMA
3182         /*
3183          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3184          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3185          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3186          */
3187         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3188                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3189         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3190         caches++;
3191
3192         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3193 #endif
3194
3195         /* Able to allocate the per node structures */
3196         slab_state = PARTIAL;
3197
3198         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3199         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3200                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3201                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3202                 caches++;
3203         }
3204         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3205                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3206                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3207                 caches++;
3208         }
3209
3210         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3211                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3212                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3213                 caches++;
3214         }
3215
3216
3217         /*
3218          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3219          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3220          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3221          *
3222          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3223          * handle the index determination for the smaller caches.
3224          *
3225          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3226          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3227          */
3228         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3229                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3230
3231         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3232                 int elem = size_index_elem(i);
3233                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3234                         break;
3235                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3236         }
3237
3238         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3239                 /*
3240                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3241                  * is 64 byte.
3242                  */
3243                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3244                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3245         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3246                 /*
3247                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3248                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3249                  * instead.
3250                  */
3251                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3252                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3253         }
3254
3255         slab_state = UP;
3256
3257         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3258         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3259                 kmalloc_caches[i]. name =
3260                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3261
3262 #ifdef CONFIG_SMP
3263         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3264         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3265                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3266 #else
3267         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3268 #endif
3269
3270         printk(KERN_INFO
3271                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3272                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3273                 caches, cache_line_size(),
3274                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3275                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3276 }
3277
3278 void __init kmem_cache_init_late(void)
3279 {
3280 }
3281
3282 /*
3283  * Find a mergeable slab cache
3284  */
3285 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3286 {
3287         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3288                 return 1;
3289
3290         if (s->ctor)
3291                 return 1;
3292
3293         /*
3294          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3295          */
3296         if (s->refcount < 0)
3297                 return 1;
3298
3299         return 0;
3300 }
3301
3302 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3303                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3304                 void (*ctor)(void *))
3305 {
3306         struct kmem_cache *s;
3307
3308         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3309                 return NULL;
3310
3311         if (ctor)
3312                 return NULL;
3313
3314         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3315         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3316         size = ALIGN(size, align);
3317         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3318
3319         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3320                 if (slab_unmergeable(s))
3321                         continue;
3322
3323                 if (size > s->size)
3324                         continue;
3325
3326                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3327                                 continue;
3328                 /*
3329                  * Check if alignment is compatible.
3330                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3331                  */
3332                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3333                         continue;
3334
3335                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3336                         continue;
3337
3338                 return s;
3339         }
3340         return NULL;
3341 }
3342
3343 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3344                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3345 {
3346         struct kmem_cache *s;
3347
3348         if (WARN_ON(!name))
3349                 return NULL;
3350
3351         down_write(&slub_lock);
3352         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3353         if (s) {
3354                 int cpu;
3355
3356                 s->refcount++;
3357                 /*
3358                  * Adjust the object sizes so that we clear
3359                  * the complete object on kzalloc.
3360                  */
3361                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3362
3363                 /*
3364                  * And then we need to update the object size in the
3365                  * per cpu structures
3366                  */
3367                 for_each_online_cpu(cpu)
3368                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3369
3370                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3371                 up_write(&slub_lock);
3372
3373                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3374                         down_write(&slub_lock);
3375                         s->refcount--;
3376                         up_write(&slub_lock);
3377                         goto err;
3378                 }
3379                 return s;
3380         }
3381
3382         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3383         if (s) {
3384                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3385                                 size, align, flags, ctor)) {
3386                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3387                         up_write(&slub_lock);
3388                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3389                                 down_write(&slub_lock);
3390                                 list_del(&s->list);
3391                                 up_write(&slub_lock);
3392                                 kfree(s);
3393                                 goto err;
3394                         }
3395                         return s;
3396                 }
3397                 kfree(s);
3398         }
3399         up_write(&slub_lock);
3400
3401 err:
3402         if (flags & SLAB_PANIC)
3403                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3404         else
3405                 s = NULL;
3406         return s;
3407 }
3408 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3409
3410 #ifdef CONFIG_SMP
3411 /*
3412  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3413  * necessary.
3414  */
3415 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3416                 unsigned long action, void *hcpu)
3417 {
3418         long cpu = (long)hcpu;
3419         struct kmem_cache *s;
3420         unsigned long flags;
3421
3422         switch (action) {
3423         case CPU_UP_PREPARE:
3424         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3425                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3426                 down_read(&slub_lock);
3427                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3428                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3429                                                         GFP_KERNEL);
3430                 up_read(&slub_lock);
3431                 break;
3432
3433         case CPU_UP_CANCELED:
3434         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3435         case CPU_DEAD:
3436         case CPU_DEAD_FROZEN:
3437                 down_read(&slub_lock);
3438                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3439                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3440
3441                         local_irq_save(flags);
3442                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3443                         local_irq_restore(flags);
3444                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3445                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3446                 }
3447                 up_read(&slub_lock);
3448                 break;
3449         default:
3450                 break;
3451         }
3452         return NOTIFY_OK;
3453 }
3454
3455 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3456         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3457 };
3458
3459 #endif
3460
3461 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3462 {
3463         struct kmem_cache *s;
3464         void *ret;
3465
3466         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3467                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3468
3469         s = get_slab(size, gfpflags);
3470
3471         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3472                 return s;
3473
3474         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3475
3476         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3477         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3478
3479         return ret;
3480 }
3481
3482 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3483                                         int node, unsigned long caller)
3484 {
3485         struct kmem_cache *s;
3486         void *ret;
3487
3488         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3489                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3490
3491         s = get_slab(size, gfpflags);
3492
3493         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3494                 return s;
3495
3496         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3497
3498         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3499         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3500
3501         return ret;
3502 }
3503
3504 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3505 static int count_inuse(struct page *page)
3506 {
3507         return page->inuse;
3508 }
3509
3510 static int count_total(struct page *page)
3511 {
3512         return page->objects;
3513 }
3514
3515 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3516                                                 unsigned long *map)
3517 {
3518         void *p;
3519         void *addr = page_address(page);
3520
3521         if (!check_slab(s, page) ||
3522                         !on_freelist(s, page, NULL))
3523                 return 0;
3524
3525         /* Now we know that a valid freelist exists */
3526         bitmap_zero(map, page->objects);
3527
3528         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3529                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3530                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3531                         return 0;
3532         }
3533
3534         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3535                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3536                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3537                                 return 0;
3538         return 1;
3539 }
3540
3541 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3542                                                 unsigned long *map)
3543 {
3544         if (slab_trylock(page)) {
3545                 validate_slab(s, page, map);
3546                 slab_unlock(page);
3547         } else
3548                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3549                         s->name, page);
3550
3551         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3552                 if (!PageSlubDebug(page))
3553                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3554                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3555         } else {
3556                 if (PageSlubDebug(page))
3557                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3558                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3559         }
3560 }
3561
3562 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3563                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3564 {
3565         unsigned long count = 0;
3566         struct page *page;
3567         unsigned long flags;
3568
3569         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3570
3571         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3572                 validate_slab_slab(s, page, map);
3573                 count++;
3574         }
3575         if (count != n->nr_partial)
3576                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3577                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3578
3579         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3580                 goto out;
3581
3582         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3583                 validate_slab_slab(s, page, map);
3584                 count++;
3585         }
3586         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3587                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3588                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3589                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3590
3591 out:
3592         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3593         return count;
3594 }
3595
3596 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3597 {
3598         int node;
3599         unsigned long count = 0;
3600         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3601                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3602
3603         if (!map)
3604                 return -ENOMEM;
3605
3606         flush_all(s);
3607         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3608                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3609
3610                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3611         }
3612         kfree(map);
3613         return count;
3614 }
3615
3616 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3617 static void resiliency_test(void)
3618 {
3619         u8 *p;
3620
3621         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3622         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3623         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3624
3625         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3626         p[16] = 0x12;
3627         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3628                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3629
3630         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3631
3632         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3633         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3634         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3635         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3636                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3637         printk(KERN_ERR
3638                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3639
3640         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3641         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3642         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3643         *p = 0x56;
3644         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3645                                                                         p);
3646         printk(KERN_ERR
3647                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3648         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3649
3650         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3651         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3652         kfree(p);
3653         *p = 0x78;
3654         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3655         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3656
3657         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3658         kfree(p);
3659         p[50] = 0x9a;
3660         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3661                         p);
3662         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3663
3664         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3665         kfree(p);
3666         p[512] = 0xab;
3667         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3668         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3669 }
3670 #else
3671 static void resiliency_test(void) {};
3672 #endif
3673
3674 /*
3675  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3676  * and freed.
3677  */
3678
3679 struct location {
3680         unsigned long count;
3681         unsigned long addr;
3682         long long sum_time;
3683         long min_time;
3684         long max_time;
3685         long min_pid;
3686         long max_pid;
3687         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3688         nodemask_t nodes;
3689 };
3690
3691 struct loc_track {
3692         unsigned long max;
3693         unsigned long count;
3694         struct location *loc;
3695 };
3696
3697 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3698 {
3699         if (t->max)
3700                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3701                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3702 }
3703
3704 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3705 {
3706         struct location *l;
3707         int order;
3708
3709         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3710
3711         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3712         if (!l)
3713                 return 0;
3714
3715         if (t->count) {
3716                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3717                 free_loc_track(t);
3718         }
3719         t->max = max;
3720         t->loc = l;
3721         return 1;
3722 }
3723
3724 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3725                                 const struct track *track)
3726 {
3727         long start, end, pos;
3728         struct location *l;
3729         unsigned long caddr;
3730         unsigned long age = jiffies - track->when;
3731
3732         start = -1;
3733         end = t->count;
3734
3735         for ( ; ; ) {
3736                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3737
3738                 /*
3739                  * There is nothing at "end". If we end up there
3740                  * we need to add something to before end.
3741                  */
3742                 if (pos == end)
3743                         break;
3744
3745                 caddr = t->loc[pos].addr;
3746                 if (track->addr == caddr) {
3747
3748                         l = &t->loc[pos];
3749                         l->count++;
3750                         if (track->when) {
3751                                 l->sum_time += age;
3752                                 if (age < l->min_time)
3753                                         l->min_time = age;
3754                                 if (age > l->max_time)
3755                                         l->max_time = age;
3756
3757                                 if (track->pid < l->min_pid)
3758                                         l->min_pid = track->pid;
3759                                 if (track->pid > l->max_pid)
3760                                         l->max_pid = track->pid;
3761
3762                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3763                                                 to_cpumask(l->cpus));
3764                         }
3765                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3766                         return 1;
3767                 }
3768
3769                 if (track->addr < caddr)
3770                         end = pos;
3771                 else
3772                         start = pos;
3773         }
3774
3775         /*
3776          * Not found. Insert new tracking element.
3777          */
3778         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3779                 return 0;
3780
3781         l = t->loc + pos;
3782         if (pos < t->count)
3783                 memmove(l + 1, l,
3784                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3785         t->count++;
3786         l->count = 1;
3787         l->addr = track->addr;
3788         l->sum_time = age;
3789         l->min_time = age;
3790         l->max_time = age;
3791         l->min_pid = track->pid;
3792         l->max_pid = track->pid;
3793         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3794         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3795         nodes_clear(l->nodes);
3796         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3797         return 1;
3798 }
3799
3800 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3801                 struct page *page, enum track_item alloc)
3802 {
3803         void *addr = page_address(page);
3804         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3805         void *p;
3806
3807         bitmap_zero(map, page->objects);
3808         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3809                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3810
3811         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3812                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3813                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3814 }
3815
3816 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3817                                         enum track_item alloc)
3818 {
3819         int len = 0;
3820         unsigned long i;
3821         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3822         int node;
3823
3824         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3825                         GFP_TEMPORARY))
3826                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3827
3828         /* Push back cpu slabs */
3829         flush_all(s);
3830
3831         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3832                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3833                 unsigned long flags;
3834                 struct page *page;
3835
3836                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3837                         continue;
3838
3839                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3840                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3841                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3842                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3843                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3844                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3845         }
3846
3847         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3848                 struct location *l = &t.loc[i];
3849
3850                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3851                         break;
3852                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3853
3854                 if (l->addr)
3855                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3856                 else
3857                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3858
3859                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3860                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3861                                 l->min_time,
3862                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3863                                 l->max_time);
3864                 } else
3865                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3866                                 l->min_time);
3867
3868                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3869                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3870                                 l->min_pid, l->max_pid);
3871                 else
3872                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3873                                 l->min_pid);
3874
3875                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3876                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3877                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3878                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3879                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3880                                                  to_cpumask(l->cpus));
3881                 }
3882
3883                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3884                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3885                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3886                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3887                                         l->nodes);
3888                 }
3889
3890                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3891         }
3892
3893         free_loc_track(&t);
3894         if (!t.count)
3895                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3896         return len;
3897 }
3898
3899 enum slab_stat_type {
3900         SL_ALL,                 /* All slabs */
3901         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3902         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3903         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3904         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3905 };
3906
3907 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3908 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3909 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3910 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3911 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3912
3913 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3914                             char *buf, unsigned long flags)
3915 {
3916         unsigned long total = 0;
3917         int node;
3918         int x;
3919         unsigned long *nodes;
3920         unsigned long *per_cpu;
3921
3922         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3923         if (!nodes)
3924                 return -ENOMEM;
3925         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3926
3927         if (flags & SO_CPU) {
3928                 int cpu;
3929
3930                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3931                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3932
3933                         if (!c || c->node < 0)
3934                                 continue;
3935
3936                         if (c->page) {
3937                                         if (flags & SO_TOTAL)
3938                                                 x = c->page->objects;
3939                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3940                                         x = c->page->inuse;
3941                                 else
3942                                         x = 1;
3943
3944                                 total += x;
3945                                 nodes[c->node] += x;
3946                         }
3947                         per_cpu[c->node]++;
3948                 }
3949         }
3950
3951         if (flags & SO_ALL) {
3952                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3953                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3954
3955                 if (flags & SO_TOTAL)
3956                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3957                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3958                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3959                                 count_partial(n, count_free);
3960
3961                         else
3962                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3963                         total += x;
3964                         nodes[node] += x;
3965                 }
3966
3967         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3968                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3969                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3970
3971                         if (flags & SO_TOTAL)
3972                                 x = count_partial(n, count_total);
3973                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3974                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3975                         else
3976                                 x = n->nr_partial;
3977                         total += x;
3978                         nodes[node] += x;
3979                 }
3980         }
3981         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3982 #ifdef CONFIG_NUMA
3983         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3984                 if (nodes[node])
3985                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3986                                         node, nodes[node]);
3987 #endif
3988         kfree(nodes);
3989         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3990 }
3991
3992 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3993 {
3994         int node;
3995
3996         for_each_online_node(node) {
3997                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3998
3999                 if (!n)
4000                         continue;
4001
4002                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4003                         return 1;
4004         }
4005         return 0;
4006 }
4007
4008 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4009 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4010
4011 struct slab_attribute {
4012         struct attribute attr;
4013         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4014         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4015 };
4016
4017 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4018         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4019
4020 #define SLAB_ATTR(_name) \
4021         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4022         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4023
4024 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4025 {
4026         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4027 }
4028 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4029
4030 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4031 {
4032         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4033 }
4034 SLAB_ATTR_RO(align);
4035
4036 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4037 {
4038         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4039 }
4040 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4041
4042 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4043 {
4044         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4045 }
4046 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4047
4048 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4049                                 const char *buf, size_t length)
4050 {
4051         unsigned long order;
4052         int err;
4053
4054         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4055         if (err)
4056                 return err;
4057
4058         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4059                 return -EINVAL;
4060
4061         calculate_sizes(s, order);
4062         return length;
4063 }
4064
4065 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4066 {
4067         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4068 }
4069 SLAB_ATTR(order);
4070
4071 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4072 {
4073         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4074 }
4075
4076 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4077                                  size_t length)
4078 {
4079         unsigned long min;
4080         int err;
4081
4082         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4083         if (err)
4084                 return err;
4085
4086         set_min_partial(s, min);
4087         return length;
4088 }
4089 SLAB_ATTR(min_partial);
4090
4091 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4092 {
4093         if (s->ctor) {
4094                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
4095
4096                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
4097         }
4098         return 0;
4099 }
4100 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4101
4102 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4103 {
4104         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4105 }
4106 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4107
4108 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4109 {
4110         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4111 }
4112 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4113
4114 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4115 {
4116         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4117 }
4118 SLAB_ATTR_RO(partial);
4119
4120 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4121 {
4122         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4123 }
4124 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4125
4126 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4127 {
4128         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4129 }
4130 SLAB_ATTR_RO(objects);
4131
4132 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4133 {
4134         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4135 }
4136 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4137
4138 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4139 {
4140         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4141 }
4142 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4143
4144 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4145 {
4146         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4147 }
4148
4149 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4150                                 const char *buf, size_t length)
4151 {
4152         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4153         if (buf[0] == '1')
4154                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4155         return length;
4156 }
4157 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4158
4159 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4160 {
4161         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4162 }
4163
4164 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4165                                                         size_t length)
4166 {
4167         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4168         if (buf[0] == '1')
4169                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4170         return length;
4171 }
4172 SLAB_ATTR(trace);
4173
4174 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4175 {
4176         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4177 }
4178
4179 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4180                                 const char *buf, size_t length)
4181 {
4182         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4183         if (buf[0] == '1')
4184                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4185         return length;
4186 }
4187 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4188
4189 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4190 {
4191         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4192 }
4193 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4194
4195 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4196 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4197 {
4198         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4199 }
4200 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4201 #endif
4202
4203 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4204 {
4205         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4206 }
4207 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4208
4209 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4210 {
4211         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4212 }
4213
4214 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4215                                 const char *buf, size_t length)
4216 {
4217         if (any_slab_objects(s))
4218                 return -EBUSY;
4219
4220         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4221         if (buf[0] == '1')
4222                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4223         calculate_sizes(s, -1);
4224         return length;
4225 }
4226 SLAB_ATTR(red_zone);
4227
4228 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4229 {
4230         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4231 }
4232
4233 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4234                                 const char *buf, size_t length)
4235 {
4236         if (any_slab_objects(s))
4237                 return -EBUSY;
4238
4239         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4240         if (buf[0] == '1')
4241                 s->flags |= SLAB_POISON;
4242         calculate_sizes(s, -1);
4243         return length;
4244 }
4245 SLAB_ATTR(poison);
4246
4247 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4248 {
4249         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4250 }
4251
4252 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4253                                 const char *buf, size_t length)
4254 {
4255         if (any_slab_objects(s))
4256                 return -EBUSY;
4257
4258         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4259         if (buf[0] == '1')
4260                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4261         calculate_sizes(s, -1);
4262         return length;
4263 }
4264 SLAB_ATTR(store_user);
4265
4266 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4267 {
4268         return 0;
4269 }
4270
4271 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4272                         const char *buf, size_t length)
4273 {
4274         int ret = -EINVAL;
4275
4276         if (buf[0] == '1') {
4277                 ret = validate_slab_cache(s);
4278                 if (ret >= 0)
4279                         ret = length;
4280         }
4281         return ret;
4282 }
4283 SLAB_ATTR(validate);
4284
4285 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4286 {
4287         return 0;
4288 }
4289
4290 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4291                         const char *buf, size_t length)
4292 {
4293         if (buf[0] == '1') {
4294                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4295
4296                 if (rc)
4297                         return rc;
4298         } else
4299                 return -EINVAL;
4300         return length;
4301 }
4302 SLAB_ATTR(shrink);
4303
4304 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4305 {
4306         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4307                 return -ENOSYS;
4308         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4309 }
4310 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4311
4312 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4313 {
4314         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4315                 return -ENOSYS;
4316         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4317 }
4318 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4319
4320 #ifdef CONFIG_NUMA
4321 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4322 {
4323         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4324 }
4325
4326 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4327                                 const char *buf, size_t length)
4328 {
4329         unsigned long ratio;
4330         int err;
4331
4332         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4333         if (err)
4334                 return err;
4335
4336         if (ratio <= 100)
4337                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4338
4339         return length;
4340 }
4341 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4342 #endif
4343
4344 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4345 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4346 {
4347         unsigned long sum  = 0;
4348         int cpu;
4349         int len;
4350         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4351
4352         if (!data)
4353                 return -ENOMEM;
4354
4355         for_each_online_cpu(cpu) {
4356                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4357
4358                 data[cpu] = x;
4359                 sum += x;
4360         }
4361
4362         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4363
4364 #ifdef CONFIG_SMP
4365         for_each_online_cpu(cpu) {
4366                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4367                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4368         }
4369 #endif
4370         kfree(data);
4371         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4372 }
4373
4374 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4375 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4376 {                                                               \
4377         return show_stat(s, buf, si);                           \
4378 }                                                               \
4379 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4380
4381 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4382 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4383 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4384 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4385 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4386 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4387 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4388 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4389 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4390 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4391 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4392 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4393 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4394 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4395 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4396 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4397 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4398 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4399 #endif
4400
4401 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4402         &slab_size_attr.attr,
4403         &object_size_attr.attr,
4404         &objs_per_slab_attr.attr,
4405         &order_attr.attr,
4406         &min_partial_attr.attr,
4407         &objects_attr.attr,
4408         &objects_partial_attr.attr,
4409         &total_objects_attr.attr,
4410         &slabs_attr.attr,
4411         &partial_attr.attr,
4412         &cpu_slabs_attr.attr,
4413         &ctor_attr.attr,
4414         &aliases_attr.attr,
4415         &align_attr.attr,
4416         &sanity_checks_attr.attr,
4417         &trace_attr.attr,
4418         &hwcache_align_attr.attr,
4419         &reclaim_account_attr.attr,
4420         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4421         &red_zone_attr.attr,
4422         &poison_attr.attr,
4423         &store_user_attr.attr,
4424         &validate_attr.attr,
4425         &shrink_attr.attr,
4426         &alloc_calls_attr.attr,
4427         &free_calls_attr.attr,
4428 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4429         &cache_dma_attr.attr,
4430 #endif
4431 #ifdef CONFIG_NUMA
4432         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4433 #endif
4434 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4435         &alloc_fastpath_attr.attr,
4436         &alloc_slowpath_attr.attr,
4437         &free_fastpath_attr.attr,
4438         &free_slowpath_attr.attr,
4439         &free_frozen_attr.attr,
4440         &free_add_partial_attr.attr,
4441         &free_remove_partial_attr.attr,
4442         &alloc_from_partial_attr.attr,
4443         &alloc_slab_attr.attr,
4444         &alloc_refill_attr.attr,
4445         &free_slab_attr.attr,
4446         &cpuslab_flush_attr.attr,
4447         &deactivate_full_attr.attr,
4448         &deactivate_empty_attr.attr,
4449         &deactivate_to_head_attr.attr,
4450         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4451         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4452         &order_fallback_attr.attr,
4453 #endif
4454         NULL
4455 };
4456
4457 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4458         .attrs = slab_attrs,
4459 };
4460
4461 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4462                                 struct attribute *attr,
4463                                 char *buf)
4464 {
4465         struct slab_attribute *attribute;
4466         struct kmem_cache *s;
4467         int err;
4468
4469         attribute = to_slab_attr(attr);
4470         s = to_slab(kobj);
4471
4472         if (!attribute->show)
4473                 return -EIO;
4474
4475         err = attribute->show(s, buf);
4476
4477         return err;
4478 }
4479
4480 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4481                                 struct attribute *attr,
4482                                 const char *buf, size_t len)
4483 {
4484         struct slab_attribute *attribute;
4485         struct kmem_cache *s;
4486         int err;
4487
4488         attribute = to_slab_attr(attr);
4489         s = to_slab(kobj);
4490
4491         if (!attribute->store)
4492                 return -EIO;
4493
4494         err = attribute->store(s, buf, len);
4495
4496         return err;
4497 }
4498
4499 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4500 {
4501         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4502
4503         kfree(s);
4504 }
4505
4506 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4507         .show = slab_attr_show,
4508         .store = slab_attr_store,
4509 };
4510
4511 static struct kobj_type slab_ktype = {
4512         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4513         .release = kmem_cache_release
4514 };
4515
4516 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4517 {
4518         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4519
4520         if (ktype == &slab_ktype)
4521                 return 1;
4522         return 0;
4523 }
4524
4525 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4526         .filter = uevent_filter,
4527 };
4528
4529 static struct kset *slab_kset;
4530
4531 #define ID_STR_LENGTH 64
4532
4533 /* Create a unique string id for a slab cache:
4534  *
4535  * Format       :[flags-]size
4536  */
4537 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4538 {
4539         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4540         char *p = name;
4541
4542         BUG_ON(!name);
4543
4544         *p++ = ':';
4545         /*
4546          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4547          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4548          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4549          * are matched during merging to guarantee that the id is
4550          * unique.
4551          */
4552         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4553                 *p++ = 'd';
4554         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4555                 *p++ = 'a';
4556         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4557                 *p++ = 'F';
4558         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4559                 *p++ = 't';
4560         if (p != name + 1)
4561                 *p++ = '-';
4562         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4563         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4564         return name;
4565 }
4566
4567 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4568 {
4569         int err;
4570         const char *name;
4571         int unmergeable;
4572
4573         if (slab_state < SYSFS)
4574                 /* Defer until later */
4575                 return 0;
4576
4577         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4578         if (unmergeable) {
4579                 /*
4580                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4581                  * This is typically the case for debug situations. In that
4582                  * case we can catch duplicate names easily.
4583                  */
4584                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4585                 name = s->name;
4586         } else {
4587                 /*
4588                  * Create a unique name for the slab as a target
4589                  * for the symlinks.
4590                  */
4591                 name = create_unique_id(s);
4592         }
4593
4594         s->kobj.kset = slab_kset;
4595         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4596         if (err) {
4597                 kobject_put(&s->kobj);
4598                 return err;
4599         }
4600
4601         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4602         if (err) {
4603                 kobject_del(&s->kobj);
4604                 kobject_put(&s->kobj);
4605                 return err;
4606         }
4607         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4608         if (!unmergeable) {
4609                 /* Setup first alias */
4610                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4611                 kfree(name);
4612         }
4613         return 0;
4614 }
4615
4616 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4617 {
4618         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4619         kobject_del(&s->kobj);
4620         kobject_put(&s->kobj);
4621 }
4622
4623 /*
4624  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4625  * available lest we lose that information.
4626  */
4627 struct saved_alias {
4628         struct kmem_cache *s;
4629         const char *name;
4630         struct saved_alias *next;
4631 };
4632
4633 static struct saved_alias *alias_list;
4634
4635 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4636 {
4637         struct saved_alias *al;
4638
4639         if (slab_state == SYSFS) {
4640                 /*
4641                  * If we have a leftover link then remove it.
4642                  */
4643                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4644                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4645         }
4646
4647         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4648         if (!al)
4649                 return -ENOMEM;
4650
4651         al->s = s;
4652         al->name = name;
4653         al->next = alias_list;
4654         alias_list = al;
4655         return 0;
4656 }
4657
4658 static int __init slab_sysfs_init(void)
4659 {
4660         struct kmem_cache *s;
4661         int err;
4662
4663         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4664         if (!slab_kset) {
4665                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4666                 return -ENOSYS;
4667         }
4668
4669         slab_state = SYSFS;
4670
4671         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4672                 err = sysfs_slab_add(s);
4673                 if (err)
4674                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4675                                                 " to sysfs\n", s->name);
4676         }
4677
4678         while (alias_list) {
4679                 struct saved_alias *al = alias_list;
4680
4681                 alias_list = alias_list->next;
4682                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4683                 if (err)
4684                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4685                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4686                 kfree(al);
4687         }
4688
4689         resiliency_test();
4690         return 0;
4691 }
4692
4693 __initcall(slab_sysfs_init);
4694 #endif
4695
4696 /*
4697  * The /proc/slabinfo ABI
4698  */
4699 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4700 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4701 {
4702         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4703         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4704                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4705         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4706         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4707         seq_putc(m, '\n');
4708 }
4709
4710 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4711 {
4712         loff_t n = *pos;
4713
4714         down_read(&slub_lock);
4715         if (!n)
4716                 print_slabinfo_header(m);
4717
4718         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4719 }
4720
4721 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4722 {
4723         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4724 }
4725
4726 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4727 {
4728         up_read(&slub_lock);
4729 }
4730
4731 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4732 {
4733         unsigned long nr_partials = 0;
4734         unsigned long nr_slabs = 0;
4735         unsigned long nr_inuse = 0;
4736         unsigned long nr_objs = 0;
4737         unsigned long nr_free = 0;
4738         struct kmem_cache *s;
4739         int node;
4740
4741         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4742
4743         for_each_online_node(node) {
4744                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4745
4746                 if (!n)
4747                         continue;
4748
4749                 nr_partials += n->nr_partial;
4750                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4751                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4752                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4753         }
4754
4755         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4756
4757         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4758                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4759                    (1 << oo_order(s->oo)));
4760         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4761         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4762                    0UL);
4763         seq_putc(m, '\n');
4764         return 0;
4765 }
4766
4767 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4768         .start = s_start,
4769         .next = s_next,
4770         .stop = s_stop,
4771         .show = s_show,
4772 };
4773
4774 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4775 {
4776         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4777 }
4778
4779 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4780         .open           = slabinfo_open,
4781         .read           = seq_read,
4782         .llseek         = seq_lseek,
4783         .release        = seq_release,
4784 };
4785
4786 static int __init slab_proc_init(void)
4787 {
4788         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4789         return 0;
4790 }
4791 module_init(slab_proc_init);
4792 #endif /* CONFIG_SLABINFO */