slub: fix slab_pad_check()
[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/kmemleak.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
112 #define SLABDEBUG 1
113 #else
114 #define SLABDEBUG 0
115 #endif
116
117 /*
118  * Issues still to be resolved:
119  *
120  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
121  *
122  * - Variable sizing of the per node arrays
123  */
124
125 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
126 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
127
128 /*
129  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
130  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
131  */
132 #define MIN_PARTIAL 5
133
134 /*
135  * Maximum number of desirable partial slabs.
136  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
137  * sort the partial list by the number of objects in the.
138  */
139 #define MAX_PARTIAL 10
140
141 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
142                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
143
144 /*
145  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
146  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
147  * metadata.
148  */
149 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
150
151 /*
152  * Set of flags that will prevent slab merging
153  */
154 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
155                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
156
157 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
158                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
159
160 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
161 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
162 #endif
163
164 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
166 #endif
167
168 #define OO_SHIFT        16
169 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
170 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
171
172 /* Internal SLUB flags */
173 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
174 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
175
176 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
177
178 #ifdef CONFIG_SMP
179 static struct notifier_block slab_notifier;
180 #endif
181
182 static enum {
183         DOWN,           /* No slab functionality available */
184         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
185         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
186         SYSFS           /* Sysfs up */
187 } slab_state = DOWN;
188
189 /* A list of all slab caches on the system */
190 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
191 static LIST_HEAD(slab_caches);
192
193 /*
194  * Tracking user of a slab.
195  */
196 struct track {
197         unsigned long addr;     /* Called from address */
198         int cpu;                /* Was running on cpu */
199         int pid;                /* Pid context */
200         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
201 };
202
203 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
204
205 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
206 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
207 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
208 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
209
210 #else
211 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
212 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
213                                                         { return 0; }
214 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
215 {
216         kfree(s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         c->stat[si]++;
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 int slab_is_available(void)
233 {
234         return slab_state >= UP;
235 }
236
237 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
238 {
239 #ifdef CONFIG_NUMA
240         return s->node[node];
241 #else
242         return &s->local_node;
243 #endif
244 }
245
246 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
247 {
248 #ifdef CONFIG_SMP
249         return s->cpu_slab[cpu];
250 #else
251         return &s->cpu_slab;
252 #endif
253 }
254
255 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
256 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
257                                 struct page *page, const void *object)
258 {
259         void *base;
260
261         if (!object)
262                 return 1;
263
264         base = page_address(page);
265         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
266                 (object - base) % s->size) {
267                 return 0;
268         }
269
270         return 1;
271 }
272
273 /*
274  * Slow version of get and set free pointer.
275  *
276  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
277  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
278  * from the page struct.
279  */
280 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
281 {
282         return *(void **)(object + s->offset);
283 }
284
285 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
286 {
287         *(void **)(object + s->offset) = fp;
288 }
289
290 /* Loop over all objects in a slab */
291 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
292         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
293                         __p += (__s)->size)
294
295 /* Scan freelist */
296 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
297         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
298
299 /* Determine object index from a given position */
300 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
301 {
302         return (p - addr) / s->size;
303 }
304
305 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
306                                                 unsigned long size)
307 {
308         struct kmem_cache_order_objects x = {
309                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
310         };
311
312         return x;
313 }
314
315 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
316 {
317         return x.x >> OO_SHIFT;
318 }
319
320 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
321 {
322         return x.x & OO_MASK;
323 }
324
325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
326 /*
327  * Debug settings:
328  */
329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
330 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
331 #else
332 static int slub_debug;
333 #endif
334
335 static char *slub_debug_slabs;
336 static int disable_higher_order_debug;
337
338 /*
339  * Object debugging
340  */
341 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
342 {
343         int i, offset;
344         int newline = 1;
345         char ascii[17];
346
347         ascii[16] = 0;
348
349         for (i = 0; i < length; i++) {
350                 if (newline) {
351                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
352                         newline = 0;
353                 }
354                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
355                 offset = i % 16;
356                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
357                 if (offset == 15) {
358                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
359                         newline = 1;
360                 }
361         }
362         if (!newline) {
363                 i %= 16;
364                 while (i < 16) {
365                         printk(KERN_CONT "   ");
366                         ascii[i] = ' ';
367                         i++;
368                 }
369                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
370         }
371 }
372
373 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
374         enum track_item alloc)
375 {
376         struct track *p;
377
378         if (s->offset)
379                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
380         else
381                 p = object + s->inuse;
382
383         return p + alloc;
384 }
385
386 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
387                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
388 {
389         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
390
391         if (addr) {
392                 p->addr = addr;
393                 p->cpu = smp_processor_id();
394                 p->pid = current->pid;
395                 p->when = jiffies;
396         } else
397                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
398 }
399
400 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
401 {
402         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
403                 return;
404
405         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
406         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
407 }
408
409 static void print_track(const char *s, struct track *t)
410 {
411         if (!t->addr)
412                 return;
413
414         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
415                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
416 }
417
418 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
419 {
420         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
421                 return;
422
423         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
424         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
425 }
426
427 static void print_page_info(struct page *page)
428 {
429         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
430                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
431
432 }
433
434 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
435 {
436         va_list args;
437         char buf[100];
438
439         va_start(args, fmt);
440         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
441         va_end(args);
442         printk(KERN_ERR "========================================"
443                         "=====================================\n");
444         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
445         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
446                         "-------------------------------------\n\n");
447 }
448
449 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
450 {
451         va_list args;
452         char buf[100];
453
454         va_start(args, fmt);
455         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
456         va_end(args);
457         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
458 }
459
460 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
461 {
462         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
463         u8 *addr = page_address(page);
464
465         print_tracking(s, p);
466
467         print_page_info(page);
468
469         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
470                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
471
472         if (p > addr + 16)
473                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
474
475         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
476
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
479                         s->inuse - s->objsize);
480
481         if (s->offset)
482                 off = s->offset + sizeof(void *);
483         else
484                 off = s->inuse;
485
486         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
487                 off += 2 * sizeof(struct track);
488
489         if (off != s->size)
490                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
491                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
492
493         dump_stack();
494 }
495
496 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
497                         u8 *object, char *reason)
498 {
499         slab_bug(s, "%s", reason);
500         print_trailer(s, page, object);
501 }
502
503 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
504 {
505         va_list args;
506         char buf[100];
507
508         va_start(args, fmt);
509         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
510         va_end(args);
511         slab_bug(s, "%s", buf);
512         print_page_info(page);
513         dump_stack();
514 }
515
516 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
517 {
518         u8 *p = object;
519
520         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
521                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
522                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
523         }
524
525         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
526                 memset(p + s->objsize,
527                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
528                         s->inuse - s->objsize);
529 }
530
531 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
532 {
533         while (bytes) {
534                 if (*start != (u8)value)
535                         return start;
536                 start++;
537                 bytes--;
538         }
539         return NULL;
540 }
541
542 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
543                                                 void *from, void *to)
544 {
545         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
546         memset(from, data, to - from);
547 }
548
549 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
550                         u8 *object, char *what,
551                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
552 {
553         u8 *fault;
554         u8 *end;
555
556         fault = check_bytes(start, value, bytes);
557         if (!fault)
558                 return 1;
559
560         end = start + bytes;
561         while (end > fault && end[-1] == value)
562                 end--;
563
564         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
565         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
566                                         fault, end - 1, fault[0], value);
567         print_trailer(s, page, object);
568
569         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
570         return 0;
571 }
572
573 /*
574  * Object layout:
575  *
576  * object address
577  *      Bytes of the object to be managed.
578  *      If the freepointer may overlay the object then the free
579  *      pointer is the first word of the object.
580  *
581  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
582  *      0xa5 (POISON_END)
583  *
584  * object + s->objsize
585  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
586  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
587  *      objsize == inuse.
588  *
589  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
590  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
591  *
592  * object + s->inuse
593  *      Meta data starts here.
594  *
595  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
596  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
597  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
598  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
599  *              before the word boundary.
600  *
601  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
602  *
603  * object + s->size
604  *      Nothing is used beyond s->size.
605  *
606  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
607  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
608  * may be used with merged slabcaches.
609  */
610
611 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
612 {
613         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
614
615         if (s->offset)
616                 /* Freepointer is placed after the object. */
617                 off += sizeof(void *);
618
619         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
620                 /* We also have user information there */
621                 off += 2 * sizeof(struct track);
622
623         if (s->size == off)
624                 return 1;
625
626         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
627                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
628 }
629
630 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
631 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
632 {
633         u8 *start;
634         u8 *fault;
635         u8 *end;
636         int length;
637         int remainder;
638
639         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
640                 return 1;
641
642         start = page_address(page);
643         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
644         end = start + length;
645         remainder = length % s->size;
646         if (!remainder)
647                 return 1;
648
649         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
650         if (!fault)
651                 return 1;
652         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
653                 end--;
654
655         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
656         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
657
658         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
659         return 0;
660 }
661
662 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                                         void *object, int active)
664 {
665         u8 *p = object;
666         u8 *endobject = object + s->objsize;
667
668         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
669                 unsigned int red =
670                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
671
672                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
673                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
674                         return 0;
675         } else {
676                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
677                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
678                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
679                 }
680         }
681
682         if (s->flags & SLAB_POISON) {
683                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
684                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
685                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
686                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
687                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
688                         return 0;
689                 /*
690                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
691                  */
692                 check_pad_bytes(s, page, p);
693         }
694
695         if (!s->offset && active)
696                 /*
697                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
698                  * freepointer while object is allocated.
699                  */
700                 return 1;
701
702         /* Check free pointer validity */
703         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
704                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
705                 /*
706                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
707                  * of the free objects in this slab. May cause
708                  * another error because the object count is now wrong.
709                  */
710                 set_freepointer(s, p, NULL);
711                 return 0;
712         }
713         return 1;
714 }
715
716 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
717 {
718         int maxobj;
719
720         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
721
722         if (!PageSlab(page)) {
723                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
724                 return 0;
725         }
726
727         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
728         if (page->objects > maxobj) {
729                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
730                         s->name, page->objects, maxobj);
731                 return 0;
732         }
733         if (page->inuse > page->objects) {
734                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
735                         s->name, page->inuse, page->objects);
736                 return 0;
737         }
738         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
739         slab_pad_check(s, page);
740         return 1;
741 }
742
743 /*
744  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
745  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
746  */
747 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
748 {
749         int nr = 0;
750         void *fp = page->freelist;
751         void *object = NULL;
752         unsigned long max_objects;
753
754         while (fp && nr <= page->objects) {
755                 if (fp == search)
756                         return 1;
757                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
758                         if (object) {
759                                 object_err(s, page, object,
760                                         "Freechain corrupt");
761                                 set_freepointer(s, object, NULL);
762                                 break;
763                         } else {
764                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
765                                 page->freelist = NULL;
766                                 page->inuse = page->objects;
767                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
768                                 return 0;
769                         }
770                         break;
771                 }
772                 object = fp;
773                 fp = get_freepointer(s, object);
774                 nr++;
775         }
776
777         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
778         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
779                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
780
781         if (page->objects != max_objects) {
782                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
783                         "should be %d", page->objects, max_objects);
784                 page->objects = max_objects;
785                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
786         }
787         if (page->inuse != page->objects - nr) {
788                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
789                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
790                 page->inuse = page->objects - nr;
791                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
792         }
793         return search == NULL;
794 }
795
796 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
797                                                                 int alloc)
798 {
799         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
800                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
801                         s->name,
802                         alloc ? "alloc" : "free",
803                         object, page->inuse,
804                         page->freelist);
805
806                 if (!alloc)
807                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
808
809                 dump_stack();
810         }
811 }
812
813 /*
814  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
815  */
816 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
817 {
818         spin_lock(&n->list_lock);
819         list_add(&page->lru, &n->full);
820         spin_unlock(&n->list_lock);
821 }
822
823 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
824 {
825         struct kmem_cache_node *n;
826
827         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
828                 return;
829
830         n = get_node(s, page_to_nid(page));
831
832         spin_lock(&n->list_lock);
833         list_del(&page->lru);
834         spin_unlock(&n->list_lock);
835 }
836
837 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
838 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
839 {
840         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
841
842         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
843 }
844
845 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
846 {
847         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
848 }
849
850 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
851 {
852         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
853
854         /*
855          * May be called early in order to allocate a slab for the
856          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
857          * dilemma by deferring the increment of the count during
858          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
859          */
860         if (!NUMA_BUILD || n) {
861                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
862                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
863         }
864 }
865 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
866 {
867         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
868
869         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
870         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
871 }
872
873 /* Object debug checks for alloc/free paths */
874 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
875                                                                 void *object)
876 {
877         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
878                 return;
879
880         init_object(s, object, 0);
881         init_tracking(s, object);
882 }
883
884 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
885                                         void *object, unsigned long addr)
886 {
887         if (!check_slab(s, page))
888                 goto bad;
889
890         if (!on_freelist(s, page, object)) {
891                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
892                 goto bad;
893         }
894
895         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
896                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
897                 goto bad;
898         }
899
900         if (!check_object(s, page, object, 0))
901                 goto bad;
902
903         /* Success perform special debug activities for allocs */
904         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
905                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
906         trace(s, page, object, 1);
907         init_object(s, object, 1);
908         return 1;
909
910 bad:
911         if (PageSlab(page)) {
912                 /*
913                  * If this is a slab page then lets do the best we can
914                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
915                  * as used avoids touching the remaining objects.
916                  */
917                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
918                 page->inuse = page->objects;
919                 page->freelist = NULL;
920         }
921         return 0;
922 }
923
924 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
925                                         void *object, unsigned long addr)
926 {
927         if (!check_slab(s, page))
928                 goto fail;
929
930         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
931                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
932                 goto fail;
933         }
934
935         if (on_freelist(s, page, object)) {
936                 object_err(s, page, object, "Object already free");
937                 goto fail;
938         }
939
940         if (!check_object(s, page, object, 1))
941                 return 0;
942
943         if (unlikely(s != page->slab)) {
944                 if (!PageSlab(page)) {
945                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
946                                 "outside of slab", object);
947                 } else if (!page->slab) {
948                         printk(KERN_ERR
949                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
950                                                 object);
951                         dump_stack();
952                 } else
953                         object_err(s, page, object,
954                                         "page slab pointer corrupt.");
955                 goto fail;
956         }
957
958         /* Special debug activities for freeing objects */
959         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
960                 remove_full(s, page);
961         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
962                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
963         trace(s, page, object, 0);
964         init_object(s, object, 0);
965         return 1;
966
967 fail:
968         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
969         return 0;
970 }
971
972 static int __init setup_slub_debug(char *str)
973 {
974         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
975         if (*str++ != '=' || !*str)
976                 /*
977                  * No options specified. Switch on full debugging.
978                  */
979                 goto out;
980
981         if (*str == ',')
982                 /*
983                  * No options but restriction on slabs. This means full
984                  * debugging for slabs matching a pattern.
985                  */
986                 goto check_slabs;
987
988         if (tolower(*str) == 'o') {
989                 /*
990                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
991                  * would increase as a result.
992                  */
993                 disable_higher_order_debug = 1;
994                 goto out;
995         }
996
997         slub_debug = 0;
998         if (*str == '-')
999                 /*
1000                  * Switch off all debugging measures.
1001                  */
1002                 goto out;
1003
1004         /*
1005          * Determine which debug features should be switched on
1006          */
1007         for (; *str && *str != ','; str++) {
1008                 switch (tolower(*str)) {
1009                 case 'f':
1010                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1011                         break;
1012                 case 'z':
1013                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1014                         break;
1015                 case 'p':
1016                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1017                         break;
1018                 case 'u':
1019                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1020                         break;
1021                 case 't':
1022                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1023                         break;
1024                 default:
1025                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1026                                 "unknown. skipped\n", *str);
1027                 }
1028         }
1029
1030 check_slabs:
1031         if (*str == ',')
1032                 slub_debug_slabs = str + 1;
1033 out:
1034         return 1;
1035 }
1036
1037 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1038
1039 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1040         unsigned long flags, const char *name,
1041         void (*ctor)(void *))
1042 {
1043         /*
1044          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1045          */
1046         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1047                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1048                 flags |= slub_debug;
1049
1050         return flags;
1051 }
1052 #else
1053 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1054                         struct page *page, void *object) {}
1055
1056 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1057         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1058
1059 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1060         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1061
1062 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1063                         { return 1; }
1064 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1065                         void *object, int active) { return 1; }
1066 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1067 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1068         unsigned long flags, const char *name,
1069         void (*ctor)(void *))
1070 {
1071         return flags;
1072 }
1073 #define slub_debug 0
1074
1075 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1076                                                         { return 0; }
1077 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1078                                                         { return 0; }
1079 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1080                                                         int objects) {}
1081 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1082                                                         int objects) {}
1083 #endif
1084
1085 /*
1086  * Slab allocation and freeing
1087  */
1088 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1089                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1090 {
1091         int order = oo_order(oo);
1092
1093         flags |= __GFP_NOTRACK;
1094
1095         if (node == -1)
1096                 return alloc_pages(flags, order);
1097         else
1098                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1099 }
1100
1101 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1102 {
1103         struct page *page;
1104         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1105         gfp_t alloc_gfp;
1106
1107         flags |= s->allocflags;
1108
1109         /*
1110          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1111          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1112          */
1113         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1114
1115         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1116         if (unlikely(!page)) {
1117                 oo = s->min;
1118                 /*
1119                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1120                  * Try a lower order alloc if possible
1121                  */
1122                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1123                 if (!page)
1124                         return NULL;
1125
1126                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1127         }
1128
1129         if (kmemcheck_enabled
1130                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS)))
1131         {
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,
2117                                 kmem_cache_cpu)[NR_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         if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2633                 rcu_barrier();
2634         down_write(&slub_lock);
2635         s->refcount--;
2636         if (!s->refcount) {
2637                 list_del(&s->list);
2638                 up_write(&slub_lock);
2639                 if (kmem_cache_close(s)) {
2640                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2641                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2642                         dump_stack();
2643                 }
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
2878         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2879         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2880         if (page)
2881                 return page_address(page);
2882         else
2883                 return NULL;
2884 }
2885
2886 #ifdef CONFIG_NUMA
2887 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2888 {
2889         struct kmem_cache *s;
2890         void *ret;
2891
2892         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2893                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2894
2895                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2896                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2897                                    flags, node);
2898
2899                 return ret;
2900         }
2901
2902         s = get_slab(size, flags);
2903
2904         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2905                 return s;
2906
2907         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2908
2909         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2910
2911         return ret;
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2914 #endif
2915
2916 size_t ksize(const void *object)
2917 {
2918         struct page *page;
2919         struct kmem_cache *s;
2920
2921         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2922                 return 0;
2923
2924         page = virt_to_head_page(object);
2925
2926         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2927                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2928                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2929         }
2930         s = page->slab;
2931
2932 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2933         /*
2934          * Debugging requires use of the padding between object
2935          * and whatever may come after it.
2936          */
2937         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2938                 return s->objsize;
2939
2940 #endif
2941         /*
2942          * If we have the need to store the freelist pointer
2943          * back there or track user information then we can
2944          * only use the space before that information.
2945          */
2946         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2947                 return s->inuse;
2948         /*
2949          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2950          */
2951         return s->size;
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2954
2955 void kfree(const void *x)
2956 {
2957         struct page *page;
2958         void *object = (void *)x;
2959
2960         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2961
2962         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2963                 return;
2964
2965         page = virt_to_head_page(x);
2966         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2967                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2968                 put_page(page);
2969                 return;
2970         }
2971         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2972 }
2973 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2974
2975 /*
2976  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2977  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2978  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2979  * and thus they can be removed from the partial lists.
2980  *
2981  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2982  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2983  * are freed in them.
2984  */
2985 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2986 {
2987         int node;
2988         int i;
2989         struct kmem_cache_node *n;
2990         struct page *page;
2991         struct page *t;
2992         int objects = oo_objects(s->max);
2993         struct list_head *slabs_by_inuse =
2994                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2995         unsigned long flags;
2996
2997         if (!slabs_by_inuse)
2998                 return -ENOMEM;
2999
3000         flush_all(s);
3001         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3002                 n = get_node(s, node);
3003
3004                 if (!n->nr_partial)
3005                         continue;
3006
3007                 for (i = 0; i < objects; i++)
3008                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3009
3010                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3011
3012                 /*
3013                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3014                  *
3015                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3016                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3017                  */
3018                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3019                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3020                                 /*
3021                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3022                                  * may have freed the last object and be
3023                                  * waiting to release the slab.
3024                                  */
3025                                 list_del(&page->lru);
3026                                 n->nr_partial--;
3027                                 slab_unlock(page);
3028                                 discard_slab(s, page);
3029                         } else {
3030                                 list_move(&page->lru,
3031                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3032                         }
3033                 }
3034
3035                 /*
3036                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3037                  * first and the least used slabs at the end.
3038                  */
3039                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3040                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3041
3042                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3043         }
3044
3045         kfree(slabs_by_inuse);
3046         return 0;
3047 }
3048 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3049
3050 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3051 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3052 {
3053         struct kmem_cache *s;
3054
3055         down_read(&slub_lock);
3056         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3057                 kmem_cache_shrink(s);
3058         up_read(&slub_lock);
3059
3060         return 0;
3061 }
3062
3063 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3064 {
3065         struct kmem_cache_node *n;
3066         struct kmem_cache *s;
3067         struct memory_notify *marg = arg;
3068         int offline_node;
3069
3070         offline_node = marg->status_change_nid;
3071
3072         /*
3073          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3074          * for it yet.
3075          */
3076         if (offline_node < 0)
3077                 return;
3078
3079         down_read(&slub_lock);
3080         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3081                 n = get_node(s, offline_node);
3082                 if (n) {
3083                         /*
3084                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3085                          * that is going down. We were unable to free them,
3086                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3087                          * callback. So, we must fail.
3088                          */
3089                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3090
3091                         s->node[offline_node] = NULL;
3092                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3093                 }
3094         }
3095         up_read(&slub_lock);
3096 }
3097
3098 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3099 {
3100         struct kmem_cache_node *n;
3101         struct kmem_cache *s;
3102         struct memory_notify *marg = arg;
3103         int nid = marg->status_change_nid;
3104         int ret = 0;
3105
3106         /*
3107          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3108          * already created. Nothing to do.
3109          */
3110         if (nid < 0)
3111                 return 0;
3112
3113         /*
3114          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3115          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3116          * online.
3117          */
3118         down_read(&slub_lock);
3119         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3120                 /*
3121                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3122                  *      since memory is not yet available from the node that
3123                  *      is brought up.
3124                  */
3125                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3126                 if (!n) {
3127                         ret = -ENOMEM;
3128                         goto out;
3129                 }
3130                 init_kmem_cache_node(n, s);
3131                 s->node[nid] = n;
3132         }
3133 out:
3134         up_read(&slub_lock);
3135         return ret;
3136 }
3137
3138 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3139                                 unsigned long action, void *arg)
3140 {
3141         int ret = 0;
3142
3143         switch (action) {
3144         case MEM_GOING_ONLINE:
3145                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3146                 break;
3147         case MEM_GOING_OFFLINE:
3148                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3149                 break;
3150         case MEM_OFFLINE:
3151         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3152                 slab_mem_offline_callback(arg);
3153                 break;
3154         case MEM_ONLINE:
3155         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3156                 break;
3157         }
3158         if (ret)
3159                 ret = notifier_from_errno(ret);
3160         else
3161                 ret = NOTIFY_OK;
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3166
3167 /********************************************************************
3168  *                      Basic setup of slabs
3169  *******************************************************************/
3170
3171 void __init kmem_cache_init(void)
3172 {
3173         int i;
3174         int caches = 0;
3175
3176         init_alloc_cpu();
3177
3178 #ifdef CONFIG_NUMA
3179         /*
3180          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3181          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3182          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3183          */
3184         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3185                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3186         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3187         caches++;
3188
3189         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3190 #endif
3191
3192         /* Able to allocate the per node structures */
3193         slab_state = PARTIAL;
3194
3195         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3196         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3197                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3198                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3199                 caches++;
3200         }
3201         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3202                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3203                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3204                 caches++;
3205         }
3206
3207         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3208                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3209                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3210                 caches++;
3211         }
3212
3213
3214         /*
3215          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3216          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3217          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3218          *
3219          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3220          * handle the index determination for the smaller caches.
3221          *
3222          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3223          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3224          */
3225         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3226                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3227
3228         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3229                 int elem = size_index_elem(i);
3230                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3231                         break;
3232                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3233         }
3234
3235         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3236                 /*
3237                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3238                  * is 64 byte.
3239                  */
3240                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3241                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3242         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3243                 /*
3244                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3245                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3246                  * instead.
3247                  */
3248                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3249                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3250         }
3251
3252         slab_state = UP;
3253
3254         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3255         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3256                 kmalloc_caches[i]. name =
3257                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3258
3259 #ifdef CONFIG_SMP
3260         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3261         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3262                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3263 #else
3264         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3265 #endif
3266
3267         printk(KERN_INFO
3268                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3269                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3270                 caches, cache_line_size(),
3271                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3272                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3273 }
3274
3275 void __init kmem_cache_init_late(void)
3276 {
3277 }
3278
3279 /*
3280  * Find a mergeable slab cache
3281  */
3282 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3283 {
3284         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3285                 return 1;
3286
3287         if (s->ctor)
3288                 return 1;
3289
3290         /*
3291          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3292          */
3293         if (s->refcount < 0)
3294                 return 1;
3295
3296         return 0;
3297 }
3298
3299 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3300                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3301                 void (*ctor)(void *))
3302 {
3303         struct kmem_cache *s;
3304
3305         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3306                 return NULL;
3307
3308         if (ctor)
3309                 return NULL;
3310
3311         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3312         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3313         size = ALIGN(size, align);
3314         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3315
3316         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3317                 if (slab_unmergeable(s))
3318                         continue;
3319
3320                 if (size > s->size)
3321                         continue;
3322
3323                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3324                                 continue;
3325                 /*
3326                  * Check if alignment is compatible.
3327                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3328                  */
3329                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3330                         continue;
3331
3332                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3333                         continue;
3334
3335                 return s;
3336         }
3337         return NULL;
3338 }
3339
3340 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3341                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3342 {
3343         struct kmem_cache *s;
3344
3345         down_write(&slub_lock);
3346         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3347         if (s) {
3348                 int cpu;
3349
3350                 s->refcount++;
3351                 /*
3352                  * Adjust the object sizes so that we clear
3353                  * the complete object on kzalloc.
3354                  */
3355                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3356
3357                 /*
3358                  * And then we need to update the object size in the
3359                  * per cpu structures
3360                  */
3361                 for_each_online_cpu(cpu)
3362                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3363
3364                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3365                 up_write(&slub_lock);
3366
3367                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3368                         down_write(&slub_lock);
3369                         s->refcount--;
3370                         up_write(&slub_lock);
3371                         goto err;
3372                 }
3373                 return s;
3374         }
3375
3376         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3377         if (s) {
3378                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3379                                 size, align, flags, ctor)) {
3380                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3381                         up_write(&slub_lock);
3382                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3383                                 down_write(&slub_lock);
3384                                 list_del(&s->list);
3385                                 up_write(&slub_lock);
3386                                 kfree(s);
3387                                 goto err;
3388                         }
3389                         return s;
3390                 }
3391                 kfree(s);
3392         }
3393         up_write(&slub_lock);
3394
3395 err:
3396         if (flags & SLAB_PANIC)
3397                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3398         else
3399                 s = NULL;
3400         return s;
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3403
3404 #ifdef CONFIG_SMP
3405 /*
3406  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3407  * necessary.
3408  */
3409 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3410                 unsigned long action, void *hcpu)
3411 {
3412         long cpu = (long)hcpu;
3413         struct kmem_cache *s;
3414         unsigned long flags;
3415
3416         switch (action) {
3417         case CPU_UP_PREPARE:
3418         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3419                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3420                 down_read(&slub_lock);
3421                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3422                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3423                                                         GFP_KERNEL);
3424                 up_read(&slub_lock);
3425                 break;
3426
3427         case CPU_UP_CANCELED:
3428         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3429         case CPU_DEAD:
3430         case CPU_DEAD_FROZEN:
3431                 down_read(&slub_lock);
3432                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3433                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3434
3435                         local_irq_save(flags);
3436                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3437                         local_irq_restore(flags);
3438                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3439                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3440                 }
3441                 up_read(&slub_lock);
3442                 break;
3443         default:
3444                 break;
3445         }
3446         return NOTIFY_OK;
3447 }
3448
3449 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3450         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3451 };
3452
3453 #endif
3454
3455 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3456 {
3457         struct kmem_cache *s;
3458         void *ret;
3459
3460         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3461                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3462
3463         s = get_slab(size, gfpflags);
3464
3465         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3466                 return s;
3467
3468         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3469
3470         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3471         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3472
3473         return ret;
3474 }
3475
3476 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3477                                         int node, unsigned long caller)
3478 {
3479         struct kmem_cache *s;
3480         void *ret;
3481
3482         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3483                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3484
3485         s = get_slab(size, gfpflags);
3486
3487         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3488                 return s;
3489
3490         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3491
3492         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3493         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3494
3495         return ret;
3496 }
3497
3498 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3499 static int count_inuse(struct page *page)
3500 {
3501         return page->inuse;
3502 }
3503
3504 static int count_total(struct page *page)
3505 {
3506         return page->objects;
3507 }
3508
3509 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3510                                                 unsigned long *map)
3511 {
3512         void *p;
3513         void *addr = page_address(page);
3514
3515         if (!check_slab(s, page) ||
3516                         !on_freelist(s, page, NULL))
3517                 return 0;
3518
3519         /* Now we know that a valid freelist exists */
3520         bitmap_zero(map, page->objects);
3521
3522         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3523                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3524                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3525                         return 0;
3526         }
3527
3528         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3529                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3530                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3531                                 return 0;
3532         return 1;
3533 }
3534
3535 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3536                                                 unsigned long *map)
3537 {
3538         if (slab_trylock(page)) {
3539                 validate_slab(s, page, map);
3540                 slab_unlock(page);
3541         } else
3542                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3543                         s->name, page);
3544
3545         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3546                 if (!PageSlubDebug(page))
3547                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3548                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3549         } else {
3550                 if (PageSlubDebug(page))
3551                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3552                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3553         }
3554 }
3555
3556 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3557                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3558 {
3559         unsigned long count = 0;
3560         struct page *page;
3561         unsigned long flags;
3562
3563         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3564
3565         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3566                 validate_slab_slab(s, page, map);
3567                 count++;
3568         }
3569         if (count != n->nr_partial)
3570                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3571                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3572
3573         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3574                 goto out;
3575
3576         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3577                 validate_slab_slab(s, page, map);
3578                 count++;
3579         }
3580         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3581                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3582                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3583                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3584
3585 out:
3586         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3587         return count;
3588 }
3589
3590 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3591 {
3592         int node;
3593         unsigned long count = 0;
3594         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3595                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3596
3597         if (!map)
3598                 return -ENOMEM;
3599
3600         flush_all(s);
3601         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3602                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3603
3604                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3605         }
3606         kfree(map);
3607         return count;
3608 }
3609
3610 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3611 static void resiliency_test(void)
3612 {
3613         u8 *p;
3614
3615         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3616         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3617         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3618
3619         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3620         p[16] = 0x12;
3621         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3622                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3623
3624         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3625
3626         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3627         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3628         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3629         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3630                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3631         printk(KERN_ERR
3632                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3633
3634         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3635         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3636         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3637         *p = 0x56;
3638         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3639                                                                         p);
3640         printk(KERN_ERR
3641                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3642         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3643
3644         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3645         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3646         kfree(p);
3647         *p = 0x78;
3648         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3649         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3650
3651         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3652         kfree(p);
3653         p[50] = 0x9a;
3654         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3655                         p);
3656         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3657
3658         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3659         kfree(p);
3660         p[512] = 0xab;
3661         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3662         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3663 }
3664 #else
3665 static void resiliency_test(void) {};
3666 #endif
3667
3668 /*
3669  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3670  * and freed.
3671  */
3672
3673 struct location {
3674         unsigned long count;
3675         unsigned long addr;
3676         long long sum_time;
3677         long min_time;
3678         long max_time;
3679         long min_pid;
3680         long max_pid;
3681         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3682         nodemask_t nodes;
3683 };
3684
3685 struct loc_track {
3686         unsigned long max;
3687         unsigned long count;
3688         struct location *loc;
3689 };
3690
3691 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3692 {
3693         if (t->max)
3694                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3695                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3696 }
3697
3698 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3699 {
3700         struct location *l;
3701         int order;
3702
3703         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3704
3705         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3706         if (!l)
3707                 return 0;
3708
3709         if (t->count) {
3710                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3711                 free_loc_track(t);
3712         }
3713         t->max = max;
3714         t->loc = l;
3715         return 1;
3716 }
3717
3718 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3719                                 const struct track *track)
3720 {
3721         long start, end, pos;
3722         struct location *l;
3723         unsigned long caddr;
3724         unsigned long age = jiffies - track->when;
3725
3726         start = -1;
3727         end = t->count;
3728
3729         for ( ; ; ) {
3730                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3731
3732                 /*
3733                  * There is nothing at "end". If we end up there
3734                  * we need to add something to before end.
3735                  */
3736                 if (pos == end)
3737                         break;
3738
3739                 caddr = t->loc[pos].addr;
3740                 if (track->addr == caddr) {
3741
3742                         l = &t->loc[pos];
3743                         l->count++;
3744                         if (track->when) {
3745                                 l->sum_time += age;
3746                                 if (age < l->min_time)
3747                                         l->min_time = age;
3748                                 if (age > l->max_time)
3749                                         l->max_time = age;
3750
3751                                 if (track->pid < l->min_pid)
3752                                         l->min_pid = track->pid;
3753                                 if (track->pid > l->max_pid)
3754                                         l->max_pid = track->pid;
3755
3756                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3757                                                 to_cpumask(l->cpus));
3758                         }
3759                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3760                         return 1;
3761                 }
3762
3763                 if (track->addr < caddr)
3764                         end = pos;
3765                 else
3766                         start = pos;
3767         }
3768
3769         /*
3770          * Not found. Insert new tracking element.
3771          */
3772         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3773                 return 0;
3774
3775         l = t->loc + pos;
3776         if (pos < t->count)
3777                 memmove(l + 1, l,
3778                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3779         t->count++;
3780         l->count = 1;
3781         l->addr = track->addr;
3782         l->sum_time = age;
3783         l->min_time = age;
3784         l->max_time = age;
3785         l->min_pid = track->pid;
3786         l->max_pid = track->pid;
3787         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3788         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3789         nodes_clear(l->nodes);
3790         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3791         return 1;
3792 }
3793
3794 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3795                 struct page *page, enum track_item alloc)
3796 {
3797         void *addr = page_address(page);
3798         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3799         void *p;
3800
3801         bitmap_zero(map, page->objects);
3802         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3803                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3804
3805         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3806                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3807                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3808 }
3809
3810 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3811                                         enum track_item alloc)
3812 {
3813         int len = 0;
3814         unsigned long i;
3815         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3816         int node;
3817
3818         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3819                         GFP_TEMPORARY))
3820                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3821
3822         /* Push back cpu slabs */
3823         flush_all(s);
3824
3825         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3826                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3827                 unsigned long flags;
3828                 struct page *page;
3829
3830                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3831                         continue;
3832
3833                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3834                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3835                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3836                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3837                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3838                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3839         }
3840
3841         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3842                 struct location *l = &t.loc[i];
3843
3844                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3845                         break;
3846                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3847
3848                 if (l->addr)
3849                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3850                 else
3851                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3852
3853                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3854                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3855                                 l->min_time,
3856                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3857                                 l->max_time);
3858                 } else
3859                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3860                                 l->min_time);
3861
3862                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3863                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3864                                 l->min_pid, l->max_pid);
3865                 else
3866                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3867                                 l->min_pid);
3868
3869                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3870                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3871                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3872                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3873                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3874                                                  to_cpumask(l->cpus));
3875                 }
3876
3877                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3878                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3879                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3880                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3881                                         l->nodes);
3882                 }
3883
3884                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3885         }
3886
3887         free_loc_track(&t);
3888         if (!t.count)
3889                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3890         return len;
3891 }
3892
3893 enum slab_stat_type {
3894         SL_ALL,                 /* All slabs */
3895         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3896         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3897         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3898         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3899 };
3900
3901 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3902 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3903 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3904 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3905 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3906
3907 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3908                             char *buf, unsigned long flags)
3909 {
3910         unsigned long total = 0;
3911         int node;
3912         int x;
3913         unsigned long *nodes;
3914         unsigned long *per_cpu;
3915
3916         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3917         if (!nodes)
3918                 return -ENOMEM;
3919         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3920
3921         if (flags & SO_CPU) {
3922                 int cpu;
3923
3924                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3925                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3926
3927                         if (!c || c->node < 0)
3928                                 continue;
3929
3930                         if (c->page) {
3931                                         if (flags & SO_TOTAL)
3932                                                 x = c->page->objects;
3933                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3934                                         x = c->page->inuse;
3935                                 else
3936                                         x = 1;
3937
3938                                 total += x;
3939                                 nodes[c->node] += x;
3940                         }
3941                         per_cpu[c->node]++;
3942                 }
3943         }
3944
3945         if (flags & SO_ALL) {
3946                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3947                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3948
3949                 if (flags & SO_TOTAL)
3950                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3951                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3952                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3953                                 count_partial(n, count_free);
3954
3955                         else
3956                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3957                         total += x;
3958                         nodes[node] += x;
3959                 }
3960
3961         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3962                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3963                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3964
3965                         if (flags & SO_TOTAL)
3966                                 x = count_partial(n, count_total);
3967                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3968                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3969                         else
3970                                 x = n->nr_partial;
3971                         total += x;
3972                         nodes[node] += x;
3973                 }
3974         }
3975         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3976 #ifdef CONFIG_NUMA
3977         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3978                 if (nodes[node])
3979                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3980                                         node, nodes[node]);
3981 #endif
3982         kfree(nodes);
3983         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3984 }
3985
3986 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3987 {
3988         int node;
3989
3990         for_each_online_node(node) {
3991                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3992
3993                 if (!n)
3994                         continue;
3995
3996                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3997                         return 1;
3998         }
3999         return 0;
4000 }
4001
4002 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4003 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4004
4005 struct slab_attribute {
4006         struct attribute attr;
4007         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4008         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4009 };
4010
4011 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4012         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4013
4014 #define SLAB_ATTR(_name) \
4015         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4016         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4017
4018 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4019 {
4020         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4021 }
4022 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4023
4024 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4025 {
4026         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4027 }
4028 SLAB_ATTR_RO(align);
4029
4030 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4031 {
4032         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4033 }
4034 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4035
4036 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4037 {
4038         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4039 }
4040 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4041
4042 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4043                                 const char *buf, size_t length)
4044 {
4045         unsigned long order;
4046         int err;
4047
4048         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4049         if (err)
4050                 return err;
4051
4052         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4053                 return -EINVAL;
4054
4055         calculate_sizes(s, order);
4056         return length;
4057 }
4058
4059 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4060 {
4061         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4062 }
4063 SLAB_ATTR(order);
4064
4065 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4066 {
4067         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4068 }
4069
4070 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4071                                  size_t length)
4072 {
4073         unsigned long min;
4074         int err;
4075
4076         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4077         if (err)
4078                 return err;
4079
4080         set_min_partial(s, min);
4081         return length;
4082 }
4083 SLAB_ATTR(min_partial);
4084
4085 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4086 {
4087         if (s->ctor) {
4088                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
4089
4090                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
4091         }
4092         return 0;
4093 }
4094 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4095
4096 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4097 {
4098         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4099 }
4100 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4101
4102 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4103 {
4104         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4105 }
4106 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4107
4108 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4109 {
4110         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4111 }
4112 SLAB_ATTR_RO(partial);
4113
4114 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4115 {
4116         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4117 }
4118 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4119
4120 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4121 {
4122         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4123 }
4124 SLAB_ATTR_RO(objects);
4125
4126 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4127 {
4128         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4129 }
4130 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4131
4132 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4133 {
4134         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4135 }
4136 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4137
4138 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4139 {
4140         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4141 }
4142
4143 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4144                                 const char *buf, size_t length)
4145 {
4146         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4147         if (buf[0] == '1')
4148                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4149         return length;
4150 }
4151 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4152
4153 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4154 {
4155         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4156 }
4157
4158 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4159                                                         size_t length)
4160 {
4161         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4162         if (buf[0] == '1')
4163                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4164         return length;
4165 }
4166 SLAB_ATTR(trace);
4167
4168 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4169 {
4170         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4171 }
4172
4173 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4174                                 const char *buf, size_t length)
4175 {
4176         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4177         if (buf[0] == '1')
4178                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4179         return length;
4180 }
4181 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4182
4183 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4184 {
4185         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4186 }
4187 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4188
4189 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4190 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4191 {
4192         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4193 }
4194 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4195 #endif
4196
4197 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4198 {
4199         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4200 }
4201 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4202
4203 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4204 {
4205         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4206 }
4207
4208 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4209                                 const char *buf, size_t length)
4210 {
4211         if (any_slab_objects(s))
4212                 return -EBUSY;
4213
4214         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4215         if (buf[0] == '1')
4216                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4217         calculate_sizes(s, -1);
4218         return length;
4219 }
4220 SLAB_ATTR(red_zone);
4221
4222 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4223 {
4224         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4225 }
4226
4227 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4228                                 const char *buf, size_t length)
4229 {
4230         if (any_slab_objects(s))
4231                 return -EBUSY;
4232
4233         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4234         if (buf[0] == '1')
4235                 s->flags |= SLAB_POISON;
4236         calculate_sizes(s, -1);
4237         return length;
4238 }
4239 SLAB_ATTR(poison);
4240
4241 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4242 {
4243         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4244 }
4245
4246 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4247                                 const char *buf, size_t length)
4248 {
4249         if (any_slab_objects(s))
4250                 return -EBUSY;
4251
4252         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4253         if (buf[0] == '1')
4254                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4255         calculate_sizes(s, -1);
4256         return length;
4257 }
4258 SLAB_ATTR(store_user);
4259
4260 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4261 {
4262         return 0;
4263 }
4264
4265 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4266                         const char *buf, size_t length)
4267 {
4268         int ret = -EINVAL;
4269
4270         if (buf[0] == '1') {
4271                 ret = validate_slab_cache(s);
4272                 if (ret >= 0)
4273                         ret = length;
4274         }
4275         return ret;
4276 }
4277 SLAB_ATTR(validate);
4278
4279 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4280 {
4281         return 0;
4282 }
4283
4284 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4285                         const char *buf, size_t length)
4286 {
4287         if (buf[0] == '1') {
4288                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4289
4290                 if (rc)
4291                         return rc;
4292         } else
4293                 return -EINVAL;
4294         return length;
4295 }
4296 SLAB_ATTR(shrink);
4297
4298 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4299 {
4300         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4301                 return -ENOSYS;
4302         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4303 }
4304 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4305
4306 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4307 {
4308         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4309                 return -ENOSYS;
4310         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4311 }
4312 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4313
4314 #ifdef CONFIG_NUMA
4315 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4316 {
4317         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4318 }
4319
4320 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4321                                 const char *buf, size_t length)
4322 {
4323         unsigned long ratio;
4324         int err;
4325
4326         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4327         if (err)
4328                 return err;
4329
4330         if (ratio <= 100)
4331                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4332
4333         return length;
4334 }
4335 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4336 #endif
4337
4338 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4339 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4340 {
4341         unsigned long sum  = 0;
4342         int cpu;
4343         int len;
4344         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4345
4346         if (!data)
4347                 return -ENOMEM;
4348
4349         for_each_online_cpu(cpu) {
4350                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4351
4352                 data[cpu] = x;
4353                 sum += x;
4354         }
4355
4356         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4357
4358 #ifdef CONFIG_SMP
4359         for_each_online_cpu(cpu) {
4360                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4361                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4362         }
4363 #endif
4364         kfree(data);
4365         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4366 }
4367
4368 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4369 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4370 {                                                               \
4371         return show_stat(s, buf, si);                           \
4372 }                                                               \
4373 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4374
4375 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4376 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4377 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4378 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4379 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4380 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4381 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4382 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4383 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4384 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4385 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4386 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4387 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4388 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4389 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4390 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4391 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4392 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4393 #endif
4394
4395 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4396         &slab_size_attr.attr,
4397         &object_size_attr.attr,
4398         &objs_per_slab_attr.attr,
4399         &order_attr.attr,
4400         &min_partial_attr.attr,
4401         &objects_attr.attr,
4402         &objects_partial_attr.attr,
4403         &total_objects_attr.attr,
4404         &slabs_attr.attr,
4405         &partial_attr.attr,
4406         &cpu_slabs_attr.attr,
4407         &ctor_attr.attr,
4408         &aliases_attr.attr,
4409         &align_attr.attr,
4410         &sanity_checks_attr.attr,
4411         &trace_attr.attr,
4412         &hwcache_align_attr.attr,
4413         &reclaim_account_attr.attr,
4414         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4415         &red_zone_attr.attr,
4416         &poison_attr.attr,
4417         &store_user_attr.attr,
4418         &validate_attr.attr,
4419         &shrink_attr.attr,
4420         &alloc_calls_attr.attr,
4421         &free_calls_attr.attr,
4422 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4423         &cache_dma_attr.attr,
4424 #endif
4425 #ifdef CONFIG_NUMA
4426         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4427 #endif
4428 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4429         &alloc_fastpath_attr.attr,
4430         &alloc_slowpath_attr.attr,
4431         &free_fastpath_attr.attr,
4432         &free_slowpath_attr.attr,
4433         &free_frozen_attr.attr,
4434         &free_add_partial_attr.attr,
4435         &free_remove_partial_attr.attr,
4436         &alloc_from_partial_attr.attr,
4437         &alloc_slab_attr.attr,
4438         &alloc_refill_attr.attr,
4439         &free_slab_attr.attr,
4440         &cpuslab_flush_attr.attr,
4441         &deactivate_full_attr.attr,
4442         &deactivate_empty_attr.attr,
4443         &deactivate_to_head_attr.attr,
4444         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4445         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4446         &order_fallback_attr.attr,
4447 #endif
4448         NULL
4449 };
4450
4451 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4452         .attrs = slab_attrs,
4453 };
4454
4455 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4456                                 struct attribute *attr,
4457                                 char *buf)
4458 {
4459         struct slab_attribute *attribute;
4460         struct kmem_cache *s;
4461         int err;
4462
4463         attribute = to_slab_attr(attr);
4464         s = to_slab(kobj);
4465
4466         if (!attribute->show)
4467                 return -EIO;
4468
4469         err = attribute->show(s, buf);
4470
4471         return err;
4472 }
4473
4474 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4475                                 struct attribute *attr,
4476                                 const char *buf, size_t len)
4477 {
4478         struct slab_attribute *attribute;
4479         struct kmem_cache *s;
4480         int err;
4481
4482         attribute = to_slab_attr(attr);
4483         s = to_slab(kobj);
4484
4485         if (!attribute->store)
4486                 return -EIO;
4487
4488         err = attribute->store(s, buf, len);
4489
4490         return err;
4491 }
4492
4493 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4494 {
4495         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4496
4497         kfree(s);
4498 }
4499
4500 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4501         .show = slab_attr_show,
4502         .store = slab_attr_store,
4503 };
4504
4505 static struct kobj_type slab_ktype = {
4506         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4507         .release = kmem_cache_release
4508 };
4509
4510 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4511 {
4512         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4513
4514         if (ktype == &slab_ktype)
4515                 return 1;
4516         return 0;
4517 }
4518
4519 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4520         .filter = uevent_filter,
4521 };
4522
4523 static struct kset *slab_kset;
4524
4525 #define ID_STR_LENGTH 64
4526
4527 /* Create a unique string id for a slab cache:
4528  *
4529  * Format       :[flags-]size
4530  */
4531 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4532 {
4533         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4534         char *p = name;
4535
4536         BUG_ON(!name);
4537
4538         *p++ = ':';
4539         /*
4540          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4541          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4542          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4543          * are matched during merging to guarantee that the id is
4544          * unique.
4545          */
4546         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4547                 *p++ = 'd';
4548         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4549                 *p++ = 'a';
4550         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4551                 *p++ = 'F';
4552         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4553                 *p++ = 't';
4554         if (p != name + 1)
4555                 *p++ = '-';
4556         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4557         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4558         return name;
4559 }
4560
4561 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4562 {
4563         int err;
4564         const char *name;
4565         int unmergeable;
4566
4567         if (slab_state < SYSFS)
4568                 /* Defer until later */
4569                 return 0;
4570
4571         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4572         if (unmergeable) {
4573                 /*
4574                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4575                  * This is typically the case for debug situations. In that
4576                  * case we can catch duplicate names easily.
4577                  */
4578                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4579                 name = s->name;
4580         } else {
4581                 /*
4582                  * Create a unique name for the slab as a target
4583                  * for the symlinks.
4584                  */
4585                 name = create_unique_id(s);
4586         }
4587
4588         s->kobj.kset = slab_kset;
4589         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4590         if (err) {
4591                 kobject_put(&s->kobj);
4592                 return err;
4593         }
4594
4595         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4596         if (err) {
4597                 kobject_del(&s->kobj);
4598                 kobject_put(&s->kobj);
4599                 return err;
4600         }
4601         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4602         if (!unmergeable) {
4603                 /* Setup first alias */
4604                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4605                 kfree(name);
4606         }
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4611 {
4612         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4613         kobject_del(&s->kobj);
4614         kobject_put(&s->kobj);
4615 }
4616
4617 /*
4618  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4619  * available lest we lose that information.
4620  */
4621 struct saved_alias {
4622         struct kmem_cache *s;
4623         const char *name;
4624         struct saved_alias *next;
4625 };
4626
4627 static struct saved_alias *alias_list;
4628
4629 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4630 {
4631         struct saved_alias *al;
4632
4633         if (slab_state == SYSFS) {
4634                 /*
4635                  * If we have a leftover link then remove it.
4636                  */
4637                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4638                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4639         }
4640
4641         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4642         if (!al)
4643                 return -ENOMEM;
4644
4645         al->s = s;
4646         al->name = name;
4647         al->next = alias_list;
4648         alias_list = al;
4649         return 0;
4650 }
4651
4652 static int __init slab_sysfs_init(void)
4653 {
4654         struct kmem_cache *s;
4655         int err;
4656
4657         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4658         if (!slab_kset) {
4659                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4660                 return -ENOSYS;
4661         }
4662
4663         slab_state = SYSFS;
4664
4665         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4666                 err = sysfs_slab_add(s);
4667                 if (err)
4668                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4669                                                 " to sysfs\n", s->name);
4670         }
4671
4672         while (alias_list) {
4673                 struct saved_alias *al = alias_list;
4674
4675                 alias_list = alias_list->next;
4676                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4677                 if (err)
4678                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4679                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4680                 kfree(al);
4681         }
4682
4683         resiliency_test();
4684         return 0;
4685 }
4686
4687 __initcall(slab_sysfs_init);
4688 #endif
4689
4690 /*
4691  * The /proc/slabinfo ABI
4692  */
4693 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4694 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4695 {
4696         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4697         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4698                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4699         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4700         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4701         seq_putc(m, '\n');
4702 }
4703
4704 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4705 {
4706         loff_t n = *pos;
4707
4708         down_read(&slub_lock);
4709         if (!n)
4710                 print_slabinfo_header(m);
4711
4712         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4713 }
4714
4715 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4716 {
4717         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4718 }
4719
4720 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4721 {
4722         up_read(&slub_lock);
4723 }
4724
4725 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4726 {
4727         unsigned long nr_partials = 0;
4728         unsigned long nr_slabs = 0;
4729         unsigned long nr_inuse = 0;
4730         unsigned long nr_objs = 0;
4731         unsigned long nr_free = 0;
4732         struct kmem_cache *s;
4733         int node;
4734
4735         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4736
4737         for_each_online_node(node) {
4738                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4739
4740                 if (!n)
4741                         continue;
4742
4743                 nr_partials += n->nr_partial;
4744                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4745                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4746                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4747         }
4748
4749         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4750
4751         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4752                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4753                    (1 << oo_order(s->oo)));
4754         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4755         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4756                    0UL);
4757         seq_putc(m, '\n');
4758         return 0;
4759 }
4760
4761 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4762         .start = s_start,
4763         .next = s_next,
4764         .stop = s_stop,
4765         .show = s_show,
4766 };
4767
4768 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4769 {
4770         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4771 }
4772
4773 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4774         .open           = slabinfo_open,
4775         .read           = seq_read,
4776         .llseek         = seq_lseek,
4777         .release        = seq_release,
4778 };
4779
4780 static int __init slab_proc_init(void)
4781 {
4782         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4783         return 0;
4784 }
4785 module_init(slab_proc_init);
4786 #endif /* CONFIG_SLABINFO */