slub: Move page->frozen handling near where the page->freelist handling occurs
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has no one operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         void *p;
267
268 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
269         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
270 #else
271         p = get_freepointer(s, object);
272 #endif
273         return p;
274 }
275
276 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
277 {
278         *(void **)(object + s->offset) = fp;
279 }
280
281 /* Loop over all objects in a slab */
282 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
283         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
284                         __p += (__s)->size)
285
286 /* Determine object index from a given position */
287 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
288 {
289         return (p - addr) / s->size;
290 }
291
292 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
293 {
294 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
295         /*
296          * Debugging requires use of the padding between object
297          * and whatever may come after it.
298          */
299         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
300                 return s->objsize;
301
302 #endif
303         /*
304          * If we have the need to store the freelist pointer
305          * back there or track user information then we can
306          * only use the space before that information.
307          */
308         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
309                 return s->inuse;
310         /*
311          * Else we can use all the padding etc for the allocation
312          */
313         return s->size;
314 }
315
316 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
317 {
318         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
319 }
320
321 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
322                 unsigned long size, int reserved)
323 {
324         struct kmem_cache_order_objects x = {
325                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
326         };
327
328         return x;
329 }
330
331 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
332 {
333         return x.x >> OO_SHIFT;
334 }
335
336 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
337 {
338         return x.x & OO_MASK;
339 }
340
341 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
342 /*
343  * Determine a map of object in use on a page.
344  *
345  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
346  * not vanish from under us.
347  */
348 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
349 {
350         void *p;
351         void *addr = page_address(page);
352
353         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
354                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
355 }
356
357 /*
358  * Debug settings:
359  */
360 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
361 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
362 #else
363 static int slub_debug;
364 #endif
365
366 static char *slub_debug_slabs;
367 static int disable_higher_order_debug;
368
369 /*
370  * Object debugging
371  */
372 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
373 {
374         int i, offset;
375         int newline = 1;
376         char ascii[17];
377
378         ascii[16] = 0;
379
380         for (i = 0; i < length; i++) {
381                 if (newline) {
382                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
383                         newline = 0;
384                 }
385                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
386                 offset = i % 16;
387                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
388                 if (offset == 15) {
389                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
390                         newline = 1;
391                 }
392         }
393         if (!newline) {
394                 i %= 16;
395                 while (i < 16) {
396                         printk(KERN_CONT "   ");
397                         ascii[i] = ' ';
398                         i++;
399                 }
400                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
401         }
402 }
403
404 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
405         enum track_item alloc)
406 {
407         struct track *p;
408
409         if (s->offset)
410                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
411         else
412                 p = object + s->inuse;
413
414         return p + alloc;
415 }
416
417 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
418                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
419 {
420         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
421
422         if (addr) {
423                 p->addr = addr;
424                 p->cpu = smp_processor_id();
425                 p->pid = current->pid;
426                 p->when = jiffies;
427         } else
428                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
429 }
430
431 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
432 {
433         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
434                 return;
435
436         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
437         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
438 }
439
440 static void print_track(const char *s, struct track *t)
441 {
442         if (!t->addr)
443                 return;
444
445         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
446                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
447 }
448
449 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
450 {
451         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
452                 return;
453
454         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
455         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
456 }
457
458 static void print_page_info(struct page *page)
459 {
460         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
461                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
462
463 }
464
465 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
466 {
467         va_list args;
468         char buf[100];
469
470         va_start(args, fmt);
471         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
472         va_end(args);
473         printk(KERN_ERR "========================================"
474                         "=====================================\n");
475         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
476         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
477                         "-------------------------------------\n\n");
478 }
479
480 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
481 {
482         va_list args;
483         char buf[100];
484
485         va_start(args, fmt);
486         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
487         va_end(args);
488         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
489 }
490
491 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
492 {
493         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
494         u8 *addr = page_address(page);
495
496         print_tracking(s, p);
497
498         print_page_info(page);
499
500         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
501                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
502
503         if (p > addr + 16)
504                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
505
506         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
507
508         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
509                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
510                         s->inuse - s->objsize);
511
512         if (s->offset)
513                 off = s->offset + sizeof(void *);
514         else
515                 off = s->inuse;
516
517         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
518                 off += 2 * sizeof(struct track);
519
520         if (off != s->size)
521                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
522                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
523
524         dump_stack();
525 }
526
527 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
528                         u8 *object, char *reason)
529 {
530         slab_bug(s, "%s", reason);
531         print_trailer(s, page, object);
532 }
533
534 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
535 {
536         va_list args;
537         char buf[100];
538
539         va_start(args, fmt);
540         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
541         va_end(args);
542         slab_bug(s, "%s", buf);
543         print_page_info(page);
544         dump_stack();
545 }
546
547 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
548 {
549         u8 *p = object;
550
551         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
552                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
553                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
554         }
555
556         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
557                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
558 }
559
560 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
561 {
562         while (bytes) {
563                 if (*start != (u8)value)
564                         return start;
565                 start++;
566                 bytes--;
567         }
568         return NULL;
569 }
570
571 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
572                                                 void *from, void *to)
573 {
574         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
575         memset(from, data, to - from);
576 }
577
578 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
579                         u8 *object, char *what,
580                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
581 {
582         u8 *fault;
583         u8 *end;
584
585         fault = check_bytes(start, value, bytes);
586         if (!fault)
587                 return 1;
588
589         end = start + bytes;
590         while (end > fault && end[-1] == value)
591                 end--;
592
593         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
594         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
595                                         fault, end - 1, fault[0], value);
596         print_trailer(s, page, object);
597
598         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
599         return 0;
600 }
601
602 /*
603  * Object layout:
604  *
605  * object address
606  *      Bytes of the object to be managed.
607  *      If the freepointer may overlay the object then the free
608  *      pointer is the first word of the object.
609  *
610  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
611  *      0xa5 (POISON_END)
612  *
613  * object + s->objsize
614  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
615  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
616  *      objsize == inuse.
617  *
618  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
619  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
620  *
621  * object + s->inuse
622  *      Meta data starts here.
623  *
624  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
625  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
626  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
627  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
628  *              before the word boundary.
629  *
630  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
631  *
632  * object + s->size
633  *      Nothing is used beyond s->size.
634  *
635  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
636  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
637  * may be used with merged slabcaches.
638  */
639
640 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
641 {
642         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
643
644         if (s->offset)
645                 /* Freepointer is placed after the object. */
646                 off += sizeof(void *);
647
648         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
649                 /* We also have user information there */
650                 off += 2 * sizeof(struct track);
651
652         if (s->size == off)
653                 return 1;
654
655         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
656                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
657 }
658
659 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
660 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
661 {
662         u8 *start;
663         u8 *fault;
664         u8 *end;
665         int length;
666         int remainder;
667
668         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
669                 return 1;
670
671         start = page_address(page);
672         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
673         end = start + length;
674         remainder = length % s->size;
675         if (!remainder)
676                 return 1;
677
678         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
679         if (!fault)
680                 return 1;
681         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
682                 end--;
683
684         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
685         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
686
687         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
688         return 0;
689 }
690
691 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
692                                         void *object, u8 val)
693 {
694         u8 *p = object;
695         u8 *endobject = object + s->objsize;
696
697         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
698                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
699                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
700                         return 0;
701         } else {
702                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
703                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
704                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
705                 }
706         }
707
708         if (s->flags & SLAB_POISON) {
709                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
710                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
711                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
712                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
713                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
714                         return 0;
715                 /*
716                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
717                  */
718                 check_pad_bytes(s, page, p);
719         }
720
721         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
722                 /*
723                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
724                  * freepointer while object is allocated.
725                  */
726                 return 1;
727
728         /* Check free pointer validity */
729         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
730                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
731                 /*
732                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
733                  * of the free objects in this slab. May cause
734                  * another error because the object count is now wrong.
735                  */
736                 set_freepointer(s, p, NULL);
737                 return 0;
738         }
739         return 1;
740 }
741
742 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
743 {
744         int maxobj;
745
746         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
747
748         if (!PageSlab(page)) {
749                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
750                 return 0;
751         }
752
753         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
754         if (page->objects > maxobj) {
755                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
756                         s->name, page->objects, maxobj);
757                 return 0;
758         }
759         if (page->inuse > page->objects) {
760                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
761                         s->name, page->inuse, page->objects);
762                 return 0;
763         }
764         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
765         slab_pad_check(s, page);
766         return 1;
767 }
768
769 /*
770  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
771  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
772  */
773 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
774 {
775         int nr = 0;
776         void *fp = page->freelist;
777         void *object = NULL;
778         unsigned long max_objects;
779
780         while (fp && nr <= page->objects) {
781                 if (fp == search)
782                         return 1;
783                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
784                         if (object) {
785                                 object_err(s, page, object,
786                                         "Freechain corrupt");
787                                 set_freepointer(s, object, NULL);
788                                 break;
789                         } else {
790                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
791                                 page->freelist = NULL;
792                                 page->inuse = page->objects;
793                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
794                                 return 0;
795                         }
796                         break;
797                 }
798                 object = fp;
799                 fp = get_freepointer(s, object);
800                 nr++;
801         }
802
803         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
804         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
805                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
806
807         if (page->objects != max_objects) {
808                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
809                         "should be %d", page->objects, max_objects);
810                 page->objects = max_objects;
811                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
812         }
813         if (page->inuse != page->objects - nr) {
814                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
815                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
816                 page->inuse = page->objects - nr;
817                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
818         }
819         return search == NULL;
820 }
821
822 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
823                                                                 int alloc)
824 {
825         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
826                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
827                         s->name,
828                         alloc ? "alloc" : "free",
829                         object, page->inuse,
830                         page->freelist);
831
832                 if (!alloc)
833                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
834
835                 dump_stack();
836         }
837 }
838
839 /*
840  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
841  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
842  */
843 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
844 {
845         flags &= gfp_allowed_mask;
846         lockdep_trace_alloc(flags);
847         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
848
849         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
850 }
851
852 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
853 {
854         flags &= gfp_allowed_mask;
855         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
856         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
857 }
858
859 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
860 {
861         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
862
863         /*
864          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
865          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
866          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
867          */
868 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
869         {
870                 unsigned long flags;
871
872                 local_irq_save(flags);
873                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
874                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
875                 local_irq_restore(flags);
876         }
877 #endif
878         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
879                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
880 }
881
882 /*
883  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
884  */
885 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
886 {
887         spin_lock(&n->list_lock);
888         list_add(&page->lru, &n->full);
889         spin_unlock(&n->list_lock);
890 }
891
892 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
893 {
894         struct kmem_cache_node *n;
895
896         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
897                 return;
898
899         n = get_node(s, page_to_nid(page));
900
901         spin_lock(&n->list_lock);
902         list_del(&page->lru);
903         spin_unlock(&n->list_lock);
904 }
905
906 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
907 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
910
911         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
912 }
913
914 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
915 {
916         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
917 }
918
919 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
920 {
921         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
922
923         /*
924          * May be called early in order to allocate a slab for the
925          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
926          * dilemma by deferring the increment of the count during
927          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
928          */
929         if (n) {
930                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
931                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
932         }
933 }
934 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
935 {
936         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
937
938         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
939         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
940 }
941
942 /* Object debug checks for alloc/free paths */
943 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
944                                                                 void *object)
945 {
946         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
947                 return;
948
949         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
950         init_tracking(s, object);
951 }
952
953 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
954                                         void *object, unsigned long addr)
955 {
956         if (!check_slab(s, page))
957                 goto bad;
958
959         if (!on_freelist(s, page, object)) {
960                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
961                 goto bad;
962         }
963
964         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
965                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
966                 goto bad;
967         }
968
969         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
970                 goto bad;
971
972         /* Success perform special debug activities for allocs */
973         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
974                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
975         trace(s, page, object, 1);
976         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
977         return 1;
978
979 bad:
980         if (PageSlab(page)) {
981                 /*
982                  * If this is a slab page then lets do the best we can
983                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
984                  * as used avoids touching the remaining objects.
985                  */
986                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
987                 page->inuse = page->objects;
988                 page->freelist = NULL;
989         }
990         return 0;
991 }
992
993 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
994                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
995 {
996         if (!check_slab(s, page))
997                 goto fail;
998
999         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1000                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1001                 goto fail;
1002         }
1003
1004         if (on_freelist(s, page, object)) {
1005                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1006                 goto fail;
1007         }
1008
1009         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1010                 return 0;
1011
1012         if (unlikely(s != page->slab)) {
1013                 if (!PageSlab(page)) {
1014                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1015                                 "outside of slab", object);
1016                 } else if (!page->slab) {
1017                         printk(KERN_ERR
1018                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1019                                                 object);
1020                         dump_stack();
1021                 } else
1022                         object_err(s, page, object,
1023                                         "page slab pointer corrupt.");
1024                 goto fail;
1025         }
1026
1027         /* Special debug activities for freeing objects */
1028         if (!page->frozen && !page->freelist)
1029                 remove_full(s, page);
1030         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1031                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1032         trace(s, page, object, 0);
1033         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1034         return 1;
1035
1036 fail:
1037         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1042 {
1043         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1044         if (*str++ != '=' || !*str)
1045                 /*
1046                  * No options specified. Switch on full debugging.
1047                  */
1048                 goto out;
1049
1050         if (*str == ',')
1051                 /*
1052                  * No options but restriction on slabs. This means full
1053                  * debugging for slabs matching a pattern.
1054                  */
1055                 goto check_slabs;
1056
1057         if (tolower(*str) == 'o') {
1058                 /*
1059                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1060                  * would increase as a result.
1061                  */
1062                 disable_higher_order_debug = 1;
1063                 goto out;
1064         }
1065
1066         slub_debug = 0;
1067         if (*str == '-')
1068                 /*
1069                  * Switch off all debugging measures.
1070                  */
1071                 goto out;
1072
1073         /*
1074          * Determine which debug features should be switched on
1075          */
1076         for (; *str && *str != ','; str++) {
1077                 switch (tolower(*str)) {
1078                 case 'f':
1079                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1080                         break;
1081                 case 'z':
1082                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1083                         break;
1084                 case 'p':
1085                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1086                         break;
1087                 case 'u':
1088                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1089                         break;
1090                 case 't':
1091                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1092                         break;
1093                 case 'a':
1094                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1095                         break;
1096                 default:
1097                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1098                                 "unknown. skipped\n", *str);
1099                 }
1100         }
1101
1102 check_slabs:
1103         if (*str == ',')
1104                 slub_debug_slabs = str + 1;
1105 out:
1106         return 1;
1107 }
1108
1109 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1110
1111 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1112         unsigned long flags, const char *name,
1113         void (*ctor)(void *))
1114 {
1115         /*
1116          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1117          */
1118         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1119                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1120                 flags |= slub_debug;
1121
1122         return flags;
1123 }
1124 #else
1125 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1126                         struct page *page, void *object) {}
1127
1128 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1129         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1130
1131 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1132         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1133
1134 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1135                         { return 1; }
1136 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1137                         void *object, u8 val) { return 1; }
1138 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1139 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1140         unsigned long flags, const char *name,
1141         void (*ctor)(void *))
1142 {
1143         return flags;
1144 }
1145 #define slub_debug 0
1146
1147 #define disable_higher_order_debug 0
1148
1149 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1150                                                         { return 0; }
1151 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1152                                                         { return 0; }
1153 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1154                                                         int objects) {}
1155 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1156                                                         int objects) {}
1157
1158 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1159                                                         { return 0; }
1160
1161 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1162                 void *object) {}
1163
1164 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1165
1166 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1167
1168 /*
1169  * Slab allocation and freeing
1170  */
1171 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1172                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1173 {
1174         int order = oo_order(oo);
1175
1176         flags |= __GFP_NOTRACK;
1177
1178         if (node == NUMA_NO_NODE)
1179                 return alloc_pages(flags, order);
1180         else
1181                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1182 }
1183
1184 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1185 {
1186         struct page *page;
1187         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1188         gfp_t alloc_gfp;
1189
1190         flags &= gfp_allowed_mask;
1191
1192         if (flags & __GFP_WAIT)
1193                 local_irq_enable();
1194
1195         flags |= s->allocflags;
1196
1197         /*
1198          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1199          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1200          */
1201         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1202
1203         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1204         if (unlikely(!page)) {
1205                 oo = s->min;
1206                 /*
1207                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1208                  * Try a lower order alloc if possible
1209                  */
1210                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1211
1212                 if (page)
1213                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1214         }
1215
1216         if (flags & __GFP_WAIT)
1217                 local_irq_disable();
1218
1219         if (!page)
1220                 return NULL;
1221
1222         if (kmemcheck_enabled
1223                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1224                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1225
1226                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1227
1228                 /*
1229                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1230                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1231                  */
1232                 if (s->ctor)
1233                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1234                 else
1235                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1236         }
1237
1238         page->objects = oo_objects(oo);
1239         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1240                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1241                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1242                 1 << oo_order(oo));
1243
1244         return page;
1245 }
1246
1247 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1248                                 void *object)
1249 {
1250         setup_object_debug(s, page, object);
1251         if (unlikely(s->ctor))
1252                 s->ctor(object);
1253 }
1254
1255 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1256 {
1257         struct page *page;
1258         void *start;
1259         void *last;
1260         void *p;
1261
1262         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1263
1264         page = allocate_slab(s,
1265                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1266         if (!page)
1267                 goto out;
1268
1269         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1270         page->slab = s;
1271         page->flags |= 1 << PG_slab;
1272
1273         start = page_address(page);
1274
1275         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1276                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1277
1278         last = start;
1279         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1280                 setup_object(s, page, last);
1281                 set_freepointer(s, last, p);
1282                 last = p;
1283         }
1284         setup_object(s, page, last);
1285         set_freepointer(s, last, NULL);
1286
1287         page->freelist = start;
1288         page->inuse = 0;
1289         page->frozen = 1;
1290 out:
1291         return page;
1292 }
1293
1294 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1295 {
1296         int order = compound_order(page);
1297         int pages = 1 << order;
1298
1299         if (kmem_cache_debug(s)) {
1300                 void *p;
1301
1302                 slab_pad_check(s, page);
1303                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1304                                                 page->objects)
1305                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1306         }
1307
1308         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1309
1310         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1311                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1312                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1313                 -pages);
1314
1315         __ClearPageSlab(page);
1316         reset_page_mapcount(page);
1317         if (current->reclaim_state)
1318                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1319         __free_pages(page, order);
1320 }
1321
1322 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1323         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1324
1325 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1326 {
1327         struct page *page;
1328
1329         if (need_reserve_slab_rcu)
1330                 page = virt_to_head_page(h);
1331         else
1332                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1333
1334         __free_slab(page->slab, page);
1335 }
1336
1337 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1338 {
1339         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1340                 struct rcu_head *head;
1341
1342                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1343                         int order = compound_order(page);
1344                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1345
1346                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1347                         head = page_address(page) + offset;
1348                 } else {
1349                         /*
1350                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1351                          */
1352                         head = (void *)&page->lru;
1353                 }
1354
1355                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1356         } else
1357                 __free_slab(s, page);
1358 }
1359
1360 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1361 {
1362         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1363         free_slab(s, page);
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Per slab locking using the pagelock
1368  */
1369 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1370 {
1371         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1372 }
1373
1374 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1375 {
1376         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1377 }
1378
1379 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1380 {
1381         int rc = 1;
1382
1383         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1384         return rc;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * Management of partially allocated slabs
1389  */
1390 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1391                                 struct page *page, int tail)
1392 {
1393         spin_lock(&n->list_lock);
1394         n->nr_partial++;
1395         if (tail)
1396                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1397         else
1398                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1399         spin_unlock(&n->list_lock);
1400 }
1401
1402 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1403                                         struct page *page)
1404 {
1405         list_del(&page->lru);
1406         n->nr_partial--;
1407 }
1408
1409 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1410 {
1411         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1412
1413         spin_lock(&n->list_lock);
1414         __remove_partial(n, page);
1415         spin_unlock(&n->list_lock);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Lock slab and remove from the partial list.
1420  *
1421  * Must hold list_lock.
1422  */
1423 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1424                                                         struct page *page)
1425 {
1426         if (slab_trylock(page)) {
1427                 __remove_partial(n, page);
1428                 return 1;
1429         }
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 /*
1434  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1435  */
1436 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1437 {
1438         struct page *page;
1439
1440         /*
1441          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1442          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1443          * partial slab and there is none available then get_partials()
1444          * will return NULL.
1445          */
1446         if (!n || !n->nr_partial)
1447                 return NULL;
1448
1449         spin_lock(&n->list_lock);
1450         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1451                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1452                         goto out;
1453         page = NULL;
1454 out:
1455         spin_unlock(&n->list_lock);
1456         return page;
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1461  */
1462 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1463 {
1464 #ifdef CONFIG_NUMA
1465         struct zonelist *zonelist;
1466         struct zoneref *z;
1467         struct zone *zone;
1468         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1469         struct page *page;
1470
1471         /*
1472          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1473          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1474          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1475          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1476          *
1477          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1478          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1479          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1480          * from other nodes and filled up.
1481          *
1482          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1483          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1484          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1485          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1486          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1487          * with available objects.
1488          */
1489         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1490                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1491                 return NULL;
1492
1493         get_mems_allowed();
1494         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1495         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1496                 struct kmem_cache_node *n;
1497
1498                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1499
1500                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1501                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1502                         page = get_partial_node(n);
1503                         if (page) {
1504                                 put_mems_allowed();
1505                                 return page;
1506                         }
1507                 }
1508         }
1509         put_mems_allowed();
1510 #endif
1511         return NULL;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Get a partial page, lock it and return it.
1516  */
1517 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1518 {
1519         struct page *page;
1520         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1521
1522         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1523         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1524                 return page;
1525
1526         return get_any_partial(s, flags);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Move a page back to the lists.
1531  *
1532  * Must be called with the slab lock held.
1533  *
1534  * On exit the slab lock will have been dropped.
1535  */
1536 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1537         __releases(bitlock)
1538 {
1539         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1540
1541         if (page->inuse) {
1542
1543                 if (page->freelist) {
1544                         add_partial(n, page, tail);
1545                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1546                 } else {
1547                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1548                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1549                                 add_full(n, page);
1550                 }
1551                 slab_unlock(page);
1552         } else {
1553                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1554                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1555                         /*
1556                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1557                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1558                          * to come after the other slabs with objects in
1559                          * so that the others get filled first. That way the
1560                          * size of the partial list stays small.
1561                          *
1562                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1563                          * the partial list.
1564                          */
1565                         add_partial(n, page, 1);
1566                         slab_unlock(page);
1567                 } else {
1568                         slab_unlock(page);
1569                         stat(s, FREE_SLAB);
1570                         discard_slab(s, page);
1571                 }
1572         }
1573 }
1574
1575 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1576 /*
1577  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1578  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1579  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1580  */
1581 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1582 #else
1583 /*
1584  * No preemption supported therefore also no need to check for
1585  * different cpus.
1586  */
1587 #define TID_STEP 1
1588 #endif
1589
1590 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1591 {
1592         return tid + TID_STEP;
1593 }
1594
1595 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1596 {
1597         return tid % TID_STEP;
1598 }
1599
1600 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1601 {
1602         return tid / TID_STEP;
1603 }
1604
1605 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1606 {
1607         return cpu;
1608 }
1609
1610 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1611                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1612 {
1613 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1614         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1615
1616         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1617
1618 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1619         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1620                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1621                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1622         else
1623 #endif
1624         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1625                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1626                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1627         else
1628                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1629                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1630 #endif
1631         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1632 }
1633
1634 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1635 {
1636         int cpu;
1637
1638         for_each_possible_cpu(cpu)
1639                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1640 }
1641 /*
1642  * Remove the cpu slab
1643  */
1644 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1645         __releases(bitlock)
1646 {
1647         struct page *page = c->page;
1648         int tail = 1;
1649
1650         if (page->freelist)
1651                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1652         /*
1653          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1654          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1655          * to occur.
1656          */
1657         while (unlikely(c->freelist)) {
1658                 void **object;
1659
1660                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1661
1662                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1663                 object = c->freelist;
1664                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1665
1666                 /* And put onto the regular freelist */
1667                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1668                 page->freelist = object;
1669                 page->inuse--;
1670         }
1671         c->page = NULL;
1672         c->tid = next_tid(c->tid);
1673         page->frozen = 0;
1674         unfreeze_slab(s, page, tail);
1675 }
1676
1677 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1678 {
1679         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1680         slab_lock(c->page);
1681         deactivate_slab(s, c);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Flush cpu slab.
1686  *
1687  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1688  */
1689 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1690 {
1691         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1692
1693         if (likely(c && c->page))
1694                 flush_slab(s, c);
1695 }
1696
1697 static void flush_cpu_slab(void *d)
1698 {
1699         struct kmem_cache *s = d;
1700
1701         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1702 }
1703
1704 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1705 {
1706         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1711  * locality expectations.
1712  */
1713 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1714 {
1715 #ifdef CONFIG_NUMA
1716         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1717                 return 0;
1718 #endif
1719         return 1;
1720 }
1721
1722 static int count_free(struct page *page)
1723 {
1724         return page->objects - page->inuse;
1725 }
1726
1727 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1728                                         int (*get_count)(struct page *))
1729 {
1730         unsigned long flags;
1731         unsigned long x = 0;
1732         struct page *page;
1733
1734         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1735         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1736                 x += get_count(page);
1737         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1738         return x;
1739 }
1740
1741 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1742 {
1743 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1744         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1745 #else
1746         return 0;
1747 #endif
1748 }
1749
1750 static noinline void
1751 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1752 {
1753         int node;
1754
1755         printk(KERN_WARNING
1756                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1757                 nid, gfpflags);
1758         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1759                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1760                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1761
1762         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1763                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1764                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1765
1766         for_each_online_node(node) {
1767                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1768                 unsigned long nr_slabs;
1769                 unsigned long nr_objs;
1770                 unsigned long nr_free;
1771
1772                 if (!n)
1773                         continue;
1774
1775                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1776                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1777                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1778
1779                 printk(KERN_WARNING
1780                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1781                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1782         }
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1787  * debugging duties.
1788  *
1789  * Interrupts are disabled.
1790  *
1791  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1792  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1793  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1794  *
1795  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1796  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1797  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1798  *
1799  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1800  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1801  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1802  */
1803 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1804                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1805 {
1806         void **object;
1807         struct page *page;
1808         unsigned long flags;
1809
1810         local_irq_save(flags);
1811 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1812         /*
1813          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1814          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1815          * pointer.
1816          */
1817         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1818 #endif
1819
1820         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1821         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1822
1823         page = c->page;
1824         if (!page)
1825                 goto new_slab;
1826
1827         slab_lock(page);
1828         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1829                 goto another_slab;
1830
1831         stat(s, ALLOC_REFILL);
1832
1833 load_freelist:
1834         VM_BUG_ON(!page->frozen);
1835
1836         object = page->freelist;
1837         if (unlikely(!object))
1838                 goto another_slab;
1839         if (kmem_cache_debug(s))
1840                 goto debug;
1841
1842         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1843         page->inuse = page->objects;
1844         page->freelist = NULL;
1845
1846         slab_unlock(page);
1847         c->tid = next_tid(c->tid);
1848         local_irq_restore(flags);
1849         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1850         return object;
1851
1852 another_slab:
1853         deactivate_slab(s, c);
1854
1855 new_slab:
1856         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1857         if (page) {
1858                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1859                 page->frozen = 1;
1860                 c->node = page_to_nid(page);
1861                 c->page = page;
1862                 goto load_freelist;
1863         }
1864
1865         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1866
1867         if (page) {
1868                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1869                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1870                 if (c->page)
1871                         flush_slab(s, c);
1872
1873                 slab_lock(page);
1874                 page->frozen = 1;
1875                 c->node = page_to_nid(page);
1876                 c->page = page;
1877                 goto load_freelist;
1878         }
1879         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1880                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1881         local_irq_restore(flags);
1882         return NULL;
1883 debug:
1884         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1885                 goto another_slab;
1886
1887         page->inuse++;
1888         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1889         deactivate_slab(s, c);
1890         c->page = NULL;
1891         c->node = NUMA_NO_NODE;
1892         local_irq_restore(flags);
1893         return object;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1898  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1899  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1900  *
1901  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1902  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1903  *
1904  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1905  */
1906 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1907                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1908 {
1909         void **object;
1910         struct kmem_cache_cpu *c;
1911         unsigned long tid;
1912
1913         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1914                 return NULL;
1915
1916 redo:
1917
1918         /*
1919          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1920          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1921          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1922          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1923          */
1924         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1925
1926         /*
1927          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1928          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1929          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1930          * linked list in between.
1931          */
1932         tid = c->tid;
1933         barrier();
1934
1935         object = c->freelist;
1936         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1937
1938                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1939
1940         else {
1941                 /*
1942                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
1943                  * operation and if we are on the right processor.
1944                  *
1945                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1946                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1947                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1948                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1949                  *
1950                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1951                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1952                  */
1953                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
1954                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1955                                 object, tid,
1956                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
1957
1958                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1959                         goto redo;
1960                 }
1961                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1962         }
1963
1964         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1965                 memset(object, 0, s->objsize);
1966
1967         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1968
1969         return object;
1970 }
1971
1972 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1973 {
1974         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1975
1976         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1977
1978         return ret;
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1981
1982 #ifdef CONFIG_TRACING
1983 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1984 {
1985         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1986         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1987         return ret;
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1990
1991 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1992 {
1993         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1994         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1995         return ret;
1996 }
1997 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1998 #endif
1999
2000 #ifdef CONFIG_NUMA
2001 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2002 {
2003         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2004
2005         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2006                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2007
2008         return ret;
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2011
2012 #ifdef CONFIG_TRACING
2013 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2014                                     gfp_t gfpflags,
2015                                     int node, size_t size)
2016 {
2017         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2018
2019         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2020                            size, s->size, gfpflags, node);
2021         return ret;
2022 }
2023 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2024 #endif
2025 #endif
2026
2027 /*
2028  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2029  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2030  *
2031  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2032  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2033  * handling required then we can return immediately.
2034  */
2035 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2036                         void *x, unsigned long addr)
2037 {
2038         void *prior;
2039         void **object = (void *)x;
2040         unsigned long flags;
2041
2042         local_irq_save(flags);
2043         slab_lock(page);
2044         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2045
2046         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2047                 goto out_unlock;
2048
2049         prior = page->freelist;
2050         set_freepointer(s, object, prior);
2051         page->freelist = object;
2052         page->inuse--;
2053
2054         if (unlikely(page->frozen)) {
2055                 stat(s, FREE_FROZEN);
2056                 goto out_unlock;
2057         }
2058
2059         if (unlikely(!page->inuse))
2060                 goto slab_empty;
2061
2062         /*
2063          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2064          * then add it.
2065          */
2066         if (unlikely(!prior)) {
2067                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2068                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2069         }
2070
2071 out_unlock:
2072         slab_unlock(page);
2073         local_irq_restore(flags);
2074         return;
2075
2076 slab_empty:
2077         if (prior) {
2078                 /*
2079                  * Slab still on the partial list.
2080                  */
2081                 remove_partial(s, page);
2082                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2083         }
2084         slab_unlock(page);
2085         local_irq_restore(flags);
2086         stat(s, FREE_SLAB);
2087         discard_slab(s, page);
2088 }
2089
2090 /*
2091  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2092  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2093  *
2094  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2095  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2096  * the item before.
2097  *
2098  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2099  * with all sorts of special processing.
2100  */
2101 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2102                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2103 {
2104         void **object = (void *)x;
2105         struct kmem_cache_cpu *c;
2106         unsigned long tid;
2107
2108         slab_free_hook(s, x);
2109
2110 redo:
2111
2112         /*
2113          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2114          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2115          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2116          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2117          */
2118         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2119
2120         tid = c->tid;
2121         barrier();
2122
2123         if (likely(page == c->page)) {
2124                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2125
2126                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2127                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2128                                 c->freelist, tid,
2129                                 object, next_tid(tid)))) {
2130
2131                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2132                         goto redo;
2133                 }
2134                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2135         } else
2136                 __slab_free(s, page, x, addr);
2137
2138 }
2139
2140 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2141 {
2142         struct page *page;
2143
2144         page = virt_to_head_page(x);
2145
2146         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2147
2148         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2149 }
2150 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2151
2152 /*
2153  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2154  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2155  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2156  * another.
2157  *
2158  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2159  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2160  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2161  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2162  * locking overhead.
2163  */
2164
2165 /*
2166  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2167  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2168  * and increases the number of allocations possible without having to
2169  * take the list_lock.
2170  */
2171 static int slub_min_order;
2172 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2173 static int slub_min_objects;
2174
2175 /*
2176  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2177  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2178  */
2179 static int slub_nomerge;
2180
2181 /*
2182  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2183  *
2184  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2185  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2186  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2187  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2188  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2189  * would be wasted.
2190  *
2191  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2192  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2193  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2194  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2195  *
2196  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2197  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2198  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2199  * of space in favor of a small page order.
2200  *
2201  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2202  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2203  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2204  * the smallest order which will fit the object.
2205  */
2206 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2207                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2208 {
2209         int order;
2210         int rem;
2211         int min_order = slub_min_order;
2212
2213         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2214                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2215
2216         for (order = max(min_order,
2217                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2218                         order <= max_order; order++) {
2219
2220                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2221
2222                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2223                         continue;
2224
2225                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2226
2227                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2228                         break;
2229
2230         }
2231
2232         return order;
2233 }
2234
2235 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2236 {
2237         int order;
2238         int min_objects;
2239         int fraction;
2240         int max_objects;
2241
2242         /*
2243          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2244          * works by first attempting to generate a layout with
2245          * the best configuration and backing off gradually.
2246          *
2247          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2248          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2249          */
2250         min_objects = slub_min_objects;
2251         if (!min_objects)
2252                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2253         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2254         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2255
2256         while (min_objects > 1) {
2257                 fraction = 16;
2258                 while (fraction >= 4) {
2259                         order = slab_order(size, min_objects,
2260                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2261                         if (order <= slub_max_order)
2262                                 return order;
2263                         fraction /= 2;
2264                 }
2265                 min_objects--;
2266         }
2267
2268         /*
2269          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2270          * lets see if we can place a single object there.
2271          */
2272         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2273         if (order <= slub_max_order)
2274                 return order;
2275
2276         /*
2277          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2278          */
2279         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2280         if (order < MAX_ORDER)
2281                 return order;
2282         return -ENOSYS;
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2287  */
2288 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2289                 unsigned long align, unsigned long size)
2290 {
2291         /*
2292          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2293          * suggestion if the object is sufficiently large.
2294          *
2295          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2296          * alignment though. If that is greater then use it.
2297          */
2298         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2299                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2300                 while (size <= ralign / 2)
2301                         ralign /= 2;
2302                 align = max(align, ralign);
2303         }
2304
2305         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2306                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2307
2308         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2309 }
2310
2311 static void
2312 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2313 {
2314         n->nr_partial = 0;
2315         spin_lock_init(&n->list_lock);
2316         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2317 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2318         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2319         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2320         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2321 #endif
2322 }
2323
2324 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2325 {
2326         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2327                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2328
2329         /*
2330          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2331          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2332          */
2333         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2334                                      2 * sizeof(void *));
2335
2336         if (!s->cpu_slab)
2337                 return 0;
2338
2339         init_kmem_cache_cpus(s);
2340
2341         return 1;
2342 }
2343
2344 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2345
2346 /*
2347  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2348  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2349  * possible.
2350  *
2351  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2352  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2353  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2354  */
2355 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2356 {
2357         struct page *page;
2358         struct kmem_cache_node *n;
2359         unsigned long flags;
2360
2361         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2362
2363         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2364
2365         BUG_ON(!page);
2366         if (page_to_nid(page) != node) {
2367                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2368                                 "node %d\n", node);
2369                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2370                                 "in order to be able to continue\n");
2371         }
2372
2373         n = page->freelist;
2374         BUG_ON(!n);
2375         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2376         page->inuse++;
2377         page->frozen = 0;
2378         kmem_cache_node->node[node] = n;
2379 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2380         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2381         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2382 #endif
2383         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2384         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2385
2386         /*
2387          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2388          * so even though there cannot be a race this early in
2389          * the boot sequence, we still disable irqs.
2390          */
2391         local_irq_save(flags);
2392         add_partial(n, page, 0);
2393         local_irq_restore(flags);
2394 }
2395
2396 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2397 {
2398         int node;
2399
2400         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2401                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2402
2403                 if (n)
2404                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2405
2406                 s->node[node] = NULL;
2407         }
2408 }
2409
2410 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2411 {
2412         int node;
2413
2414         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2415                 struct kmem_cache_node *n;
2416
2417                 if (slab_state == DOWN) {
2418                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2419                         continue;
2420                 }
2421                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2422                                                 GFP_KERNEL, node);
2423
2424                 if (!n) {
2425                         free_kmem_cache_nodes(s);
2426                         return 0;
2427                 }
2428
2429                 s->node[node] = n;
2430                 init_kmem_cache_node(n, s);
2431         }
2432         return 1;
2433 }
2434
2435 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2436 {
2437         if (min < MIN_PARTIAL)
2438                 min = MIN_PARTIAL;
2439         else if (min > MAX_PARTIAL)
2440                 min = MAX_PARTIAL;
2441         s->min_partial = min;
2442 }
2443
2444 /*
2445  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2446  * a slab object.
2447  */
2448 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2449 {
2450         unsigned long flags = s->flags;
2451         unsigned long size = s->objsize;
2452         unsigned long align = s->align;
2453         int order;
2454
2455         /*
2456          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2457          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2458          * the possible location of the free pointer.
2459          */
2460         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2461
2462 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2463         /*
2464          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2465          * the slab may touch the object after free or before allocation
2466          * then we should never poison the object itself.
2467          */
2468         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2469                         !s->ctor)
2470                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2471         else
2472                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2473
2474
2475         /*
2476          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2477          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2478          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2479          */
2480         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2481                 size += sizeof(void *);
2482 #endif
2483
2484         /*
2485          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2486          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2487          */
2488         s->inuse = size;
2489
2490         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2491                 s->ctor)) {
2492                 /*
2493                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2494                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2495                  * kmem_cache_free.
2496                  *
2497                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2498                  * destructor or are poisoning the objects.
2499                  */
2500                 s->offset = size;
2501                 size += sizeof(void *);
2502         }
2503
2504 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2505         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2506                 /*
2507                  * Need to store information about allocs and frees after
2508                  * the object.
2509                  */
2510                 size += 2 * sizeof(struct track);
2511
2512         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2513                 /*
2514                  * Add some empty padding so that we can catch
2515                  * overwrites from earlier objects rather than let
2516                  * tracking information or the free pointer be
2517                  * corrupted if a user writes before the start
2518                  * of the object.
2519                  */
2520                 size += sizeof(void *);
2521 #endif
2522
2523         /*
2524          * Determine the alignment based on various parameters that the
2525          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2526          * on bootup.
2527          */
2528         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2529         s->align = align;
2530
2531         /*
2532          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2533          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2534          * each object to conform to the alignment.
2535          */
2536         size = ALIGN(size, align);
2537         s->size = size;
2538         if (forced_order >= 0)
2539                 order = forced_order;
2540         else
2541                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2542
2543         if (order < 0)
2544                 return 0;
2545
2546         s->allocflags = 0;
2547         if (order)
2548                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2549
2550         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2551                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2552
2553         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2554                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2555
2556         /*
2557          * Determine the number of objects per slab
2558          */
2559         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2560         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2561         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2562                 s->max = s->oo;
2563
2564         return !!oo_objects(s->oo);
2565
2566 }
2567
2568 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2569                 const char *name, size_t size,
2570                 size_t align, unsigned long flags,
2571                 void (*ctor)(void *))
2572 {
2573         memset(s, 0, kmem_size);
2574         s->name = name;
2575         s->ctor = ctor;
2576         s->objsize = size;
2577         s->align = align;
2578         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2579         s->reserved = 0;
2580
2581         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2582                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2583
2584         if (!calculate_sizes(s, -1))
2585                 goto error;
2586         if (disable_higher_order_debug) {
2587                 /*
2588                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2589                  * order increased.
2590                  */
2591                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2592                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2593                         s->offset = 0;
2594                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2595                                 goto error;
2596                 }
2597         }
2598
2599         /*
2600          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2601          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2602          */
2603         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2604         s->refcount = 1;
2605 #ifdef CONFIG_NUMA
2606         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2607 #endif
2608         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2609                 goto error;
2610
2611         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2612                 return 1;
2613
2614         free_kmem_cache_nodes(s);
2615 error:
2616         if (flags & SLAB_PANIC)
2617                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2618                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2619                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2620                         s->offset, flags);
2621         return 0;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Determine the size of a slab object
2626  */
2627 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2628 {
2629         return s->objsize;
2630 }
2631 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2632
2633 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2634                                                         const char *text)
2635 {
2636 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2637         void *addr = page_address(page);
2638         void *p;
2639         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2640                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2641         if (!map)
2642                 return;
2643         slab_err(s, page, "%s", text);
2644         slab_lock(page);
2645
2646         get_map(s, page, map);
2647         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2648
2649                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2650                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2651                                                         p, p - addr);
2652                         print_tracking(s, p);
2653                 }
2654         }
2655         slab_unlock(page);
2656         kfree(map);
2657 #endif
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2662  */
2663 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2664 {
2665         unsigned long flags;
2666         struct page *page, *h;
2667
2668         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2669         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2670                 if (!page->inuse) {
2671                         __remove_partial(n, page);
2672                         discard_slab(s, page);
2673                 } else {
2674                         list_slab_objects(s, page,
2675                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2676                 }
2677         }
2678         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Release all resources used by a slab cache.
2683  */
2684 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2685 {
2686         int node;
2687
2688         flush_all(s);
2689         free_percpu(s->cpu_slab);
2690         /* Attempt to free all objects */
2691         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2692                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2693
2694                 free_partial(s, n);
2695                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2696                         return 1;
2697         }
2698         free_kmem_cache_nodes(s);
2699         return 0;
2700 }
2701
2702 /*
2703  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2704  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2705  */
2706 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2707 {
2708         down_write(&slub_lock);
2709         s->refcount--;
2710         if (!s->refcount) {
2711                 list_del(&s->list);
2712                 if (kmem_cache_close(s)) {
2713                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2714                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2715                         dump_stack();
2716                 }
2717                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2718                         rcu_barrier();
2719                 sysfs_slab_remove(s);
2720         }
2721         up_write(&slub_lock);
2722 }
2723 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2724
2725 /********************************************************************
2726  *              Kmalloc subsystem
2727  *******************************************************************/
2728
2729 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2730 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2731
2732 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2733
2734 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2735 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2736 #endif
2737
2738 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2739 {
2740         get_option(&str, &slub_min_order);
2741
2742         return 1;
2743 }
2744
2745 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2746
2747 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2748 {
2749         get_option(&str, &slub_max_order);
2750         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2751
2752         return 1;
2753 }
2754
2755 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2756
2757 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2758 {
2759         get_option(&str, &slub_min_objects);
2760
2761         return 1;
2762 }
2763
2764 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2765
2766 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2767 {
2768         slub_nomerge = 1;
2769         return 1;
2770 }
2771
2772 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2773
2774 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2775                                                 int size, unsigned int flags)
2776 {
2777         struct kmem_cache *s;
2778
2779         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2780
2781         /*
2782          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2783          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2784          */
2785         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2786                                                                 flags, NULL))
2787                 goto panic;
2788
2789         list_add(&s->list, &slab_caches);
2790         return s;
2791
2792 panic:
2793         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2794         return NULL;
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2799  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2800  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2801  * fls.
2802  */
2803 static s8 size_index[24] = {
2804         3,      /* 8 */
2805         4,      /* 16 */
2806         5,      /* 24 */
2807         5,      /* 32 */
2808         6,      /* 40 */
2809         6,      /* 48 */
2810         6,      /* 56 */
2811         6,      /* 64 */
2812         1,      /* 72 */
2813         1,      /* 80 */
2814         1,      /* 88 */
2815         1,      /* 96 */
2816         7,      /* 104 */
2817         7,      /* 112 */
2818         7,      /* 120 */
2819         7,      /* 128 */
2820         2,      /* 136 */
2821         2,      /* 144 */
2822         2,      /* 152 */
2823         2,      /* 160 */
2824         2,      /* 168 */
2825         2,      /* 176 */
2826         2,      /* 184 */
2827         2       /* 192 */
2828 };
2829
2830 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2831 {
2832         return (bytes - 1) / 8;
2833 }
2834
2835 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2836 {
2837         int index;
2838
2839         if (size <= 192) {
2840                 if (!size)
2841                         return ZERO_SIZE_PTR;
2842
2843                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2844         } else
2845                 index = fls(size - 1);
2846
2847 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2848         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2849                 return kmalloc_dma_caches[index];
2850
2851 #endif
2852         return kmalloc_caches[index];
2853 }
2854
2855 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2856 {
2857         struct kmem_cache *s;
2858         void *ret;
2859
2860         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2861                 return kmalloc_large(size, flags);
2862
2863         s = get_slab(size, flags);
2864
2865         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2866                 return s;
2867
2868         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2869
2870         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2871
2872         return ret;
2873 }
2874 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2875
2876 #ifdef CONFIG_NUMA
2877 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2878 {
2879         struct page *page;
2880         void *ptr = NULL;
2881
2882         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2883         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2884         if (page)
2885                 ptr = page_address(page);
2886
2887         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2888         return ptr;
2889 }
2890
2891 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2892 {
2893         struct kmem_cache *s;
2894         void *ret;
2895
2896         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2897                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2898
2899                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2900                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2901                                    flags, node);
2902
2903                 return ret;
2904         }
2905
2906         s = get_slab(size, flags);
2907
2908         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2909                 return s;
2910
2911         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2912
2913         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2914
2915         return ret;
2916 }
2917 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2918 #endif
2919
2920 size_t ksize(const void *object)
2921 {
2922         struct page *page;
2923
2924         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2925                 return 0;
2926
2927         page = virt_to_head_page(object);
2928
2929         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2930                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2931                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2932         }
2933
2934         return slab_ksize(page->slab);
2935 }
2936 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2937
2938 void kfree(const void *x)
2939 {
2940         struct page *page;
2941         void *object = (void *)x;
2942
2943         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2944
2945         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2946                 return;
2947
2948         page = virt_to_head_page(x);
2949         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2950                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2951                 kmemleak_free(x);
2952                 put_page(page);
2953                 return;
2954         }
2955         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2956 }
2957 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2958
2959 /*
2960  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2961  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2962  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2963  * and thus they can be removed from the partial lists.
2964  *
2965  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2966  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2967  * are freed in them.
2968  */
2969 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2970 {
2971         int node;
2972         int i;
2973         struct kmem_cache_node *n;
2974         struct page *page;
2975         struct page *t;
2976         int objects = oo_objects(s->max);
2977         struct list_head *slabs_by_inuse =
2978                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2979         unsigned long flags;
2980
2981         if (!slabs_by_inuse)
2982                 return -ENOMEM;
2983
2984         flush_all(s);
2985         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2986                 n = get_node(s, node);
2987
2988                 if (!n->nr_partial)
2989                         continue;
2990
2991                 for (i = 0; i < objects; i++)
2992                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2993
2994                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2995
2996                 /*
2997                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2998                  *
2999                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3000                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3001                  */
3002                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3003                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3004                                 /*
3005                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3006                                  * may have freed the last object and be
3007                                  * waiting to release the slab.
3008                                  */
3009                                 __remove_partial(n, page);
3010                                 slab_unlock(page);
3011                                 discard_slab(s, page);
3012                         } else {
3013                                 list_move(&page->lru,
3014                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3015                         }
3016                 }
3017
3018                 /*
3019                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3020                  * first and the least used slabs at the end.
3021                  */
3022                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3023                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3024
3025                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3026         }
3027
3028         kfree(slabs_by_inuse);
3029         return 0;
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3032
3033 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3034 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3035 {
3036         struct kmem_cache *s;
3037
3038         down_read(&slub_lock);
3039         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3040                 kmem_cache_shrink(s);
3041         up_read(&slub_lock);
3042
3043         return 0;
3044 }
3045
3046 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3047 {
3048         struct kmem_cache_node *n;
3049         struct kmem_cache *s;
3050         struct memory_notify *marg = arg;
3051         int offline_node;
3052
3053         offline_node = marg->status_change_nid;
3054
3055         /*
3056          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3057          * for it yet.
3058          */
3059         if (offline_node < 0)
3060                 return;
3061
3062         down_read(&slub_lock);
3063         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3064                 n = get_node(s, offline_node);
3065                 if (n) {
3066                         /*
3067                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3068                          * that is going down. We were unable to free them,
3069                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3070                          * callback. So, we must fail.
3071                          */
3072                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3073
3074                         s->node[offline_node] = NULL;
3075                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3076                 }
3077         }
3078         up_read(&slub_lock);
3079 }
3080
3081 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3082 {
3083         struct kmem_cache_node *n;
3084         struct kmem_cache *s;
3085         struct memory_notify *marg = arg;
3086         int nid = marg->status_change_nid;
3087         int ret = 0;
3088
3089         /*
3090          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3091          * already created. Nothing to do.
3092          */
3093         if (nid < 0)
3094                 return 0;
3095
3096         /*
3097          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3098          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3099          * online.
3100          */
3101         down_read(&slub_lock);
3102         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3103                 /*
3104                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3105                  *      since memory is not yet available from the node that
3106                  *      is brought up.
3107                  */
3108                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3109                 if (!n) {
3110                         ret = -ENOMEM;
3111                         goto out;
3112                 }
3113                 init_kmem_cache_node(n, s);
3114                 s->node[nid] = n;
3115         }
3116 out:
3117         up_read(&slub_lock);
3118         return ret;
3119 }
3120
3121 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3122                                 unsigned long action, void *arg)
3123 {
3124         int ret = 0;
3125
3126         switch (action) {
3127         case MEM_GOING_ONLINE:
3128                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3129                 break;
3130         case MEM_GOING_OFFLINE:
3131                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3132                 break;
3133         case MEM_OFFLINE:
3134         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3135                 slab_mem_offline_callback(arg);
3136                 break;
3137         case MEM_ONLINE:
3138         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3139                 break;
3140         }
3141         if (ret)
3142                 ret = notifier_from_errno(ret);
3143         else
3144                 ret = NOTIFY_OK;
3145         return ret;
3146 }
3147
3148 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3149
3150 /********************************************************************
3151  *                      Basic setup of slabs
3152  *******************************************************************/
3153
3154 /*
3155  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3156  * the page allocator
3157  */
3158
3159 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3160 {
3161         int node;
3162
3163         list_add(&s->list, &slab_caches);
3164         s->refcount = -1;
3165
3166         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3167                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3168                 struct page *p;
3169
3170                 if (n) {
3171                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3172                                 p->slab = s;
3173
3174 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3175                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3176                                 p->slab = s;
3177 #endif
3178                 }
3179         }
3180 }
3181
3182 void __init kmem_cache_init(void)
3183 {
3184         int i;
3185         int caches = 0;
3186         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3187         int order;
3188         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3189         unsigned long kmalloc_size;
3190
3191         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3192                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3193
3194         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3195         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3196         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3197         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3198
3199         /*
3200          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3201          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3202          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3203          */
3204         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3205
3206         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3207                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3208                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3209
3210         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3211
3212         /* Able to allocate the per node structures */
3213         slab_state = PARTIAL;
3214
3215         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3216         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3217                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3218         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3219         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3220
3221         /*
3222          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3223          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3224          * update any list pointers.
3225          */
3226         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3227
3228         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3229         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3230
3231         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3232
3233         caches++;
3234         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3235         caches++;
3236         /* Free temporary boot structure */
3237         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3238
3239         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3240
3241         /*
3242          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3243          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3244          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3245          *
3246          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3247          * handle the index determination for the smaller caches.
3248          *
3249          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3250          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3251          */
3252         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3253                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3254
3255         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3256                 int elem = size_index_elem(i);
3257                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3258                         break;
3259                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3260         }
3261
3262         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3263                 /*
3264                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3265                  * is 64 byte.
3266                  */
3267                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3268                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3269         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3270                 /*
3271                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3272                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3273                  * instead.
3274                  */
3275                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3276                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3277         }
3278
3279         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3280         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3281                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3282                 caches++;
3283         }
3284
3285         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3286                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3287                 caches++;
3288         }
3289
3290         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3291                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3292                 caches++;
3293         }
3294
3295         slab_state = UP;
3296
3297         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3298         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3299                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3300                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3301         }
3302
3303         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3304                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3305                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3306         }
3307
3308         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3309                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3310
3311                 BUG_ON(!s);
3312                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3313         }
3314
3315 #ifdef CONFIG_SMP
3316         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3317 #endif
3318
3319 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3320         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3321                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3322
3323                 if (s && s->size) {
3324                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3325                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3326
3327                         BUG_ON(!name);
3328                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3329                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3330                 }
3331         }
3332 #endif
3333         printk(KERN_INFO
3334                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3335                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3336                 caches, cache_line_size(),
3337                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3338                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3339 }
3340
3341 void __init kmem_cache_init_late(void)
3342 {
3343 }
3344
3345 /*
3346  * Find a mergeable slab cache
3347  */
3348 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3349 {
3350         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3351                 return 1;
3352
3353         if (s->ctor)
3354                 return 1;
3355
3356         /*
3357          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3358          */
3359         if (s->refcount < 0)
3360                 return 1;
3361
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3366                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3367                 void (*ctor)(void *))
3368 {
3369         struct kmem_cache *s;
3370
3371         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3372                 return NULL;
3373
3374         if (ctor)
3375                 return NULL;
3376
3377         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3378         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3379         size = ALIGN(size, align);
3380         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3381
3382         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3383                 if (slab_unmergeable(s))
3384                         continue;
3385
3386                 if (size > s->size)
3387                         continue;
3388
3389                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3390                                 continue;
3391                 /*
3392                  * Check if alignment is compatible.
3393                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3394                  */
3395                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3396                         continue;
3397
3398                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3399                         continue;
3400
3401                 return s;
3402         }
3403         return NULL;
3404 }
3405
3406 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3407                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3408 {
3409         struct kmem_cache *s;
3410         char *n;
3411
3412         if (WARN_ON(!name))
3413                 return NULL;
3414
3415         down_write(&slub_lock);
3416         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3417         if (s) {
3418                 s->refcount++;
3419                 /*
3420                  * Adjust the object sizes so that we clear
3421                  * the complete object on kzalloc.
3422                  */
3423                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3424                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3425
3426                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3427                         s->refcount--;
3428                         goto err;
3429                 }
3430                 up_write(&slub_lock);
3431                 return s;
3432         }
3433
3434         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3435         if (!n)
3436                 goto err;
3437
3438         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3439         if (s) {
3440                 if (kmem_cache_open(s, n,
3441                                 size, align, flags, ctor)) {
3442                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3443                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3444                                 list_del(&s->list);
3445                                 kfree(n);
3446                                 kfree(s);
3447                                 goto err;
3448                         }
3449                         up_write(&slub_lock);
3450                         return s;
3451                 }
3452                 kfree(n);
3453                 kfree(s);
3454         }
3455 err:
3456         up_write(&slub_lock);
3457
3458         if (flags & SLAB_PANIC)
3459                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3460         else
3461                 s = NULL;
3462         return s;
3463 }
3464 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3465
3466 #ifdef CONFIG_SMP
3467 /*
3468  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3469  * necessary.
3470  */
3471 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3472                 unsigned long action, void *hcpu)
3473 {
3474         long cpu = (long)hcpu;
3475         struct kmem_cache *s;
3476         unsigned long flags;
3477
3478         switch (action) {
3479         case CPU_UP_CANCELED:
3480         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3481         case CPU_DEAD:
3482         case CPU_DEAD_FROZEN:
3483                 down_read(&slub_lock);
3484                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3485                         local_irq_save(flags);
3486                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3487                         local_irq_restore(flags);
3488                 }
3489                 up_read(&slub_lock);
3490                 break;
3491         default:
3492                 break;
3493         }
3494         return NOTIFY_OK;
3495 }
3496
3497 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3498         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3499 };
3500
3501 #endif
3502
3503 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3504 {
3505         struct kmem_cache *s;
3506         void *ret;
3507
3508         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3509                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3510
3511         s = get_slab(size, gfpflags);
3512
3513         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3514                 return s;
3515
3516         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3517
3518         /* Honor the call site pointer we received. */
3519         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3520
3521         return ret;
3522 }
3523
3524 #ifdef CONFIG_NUMA
3525 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3526                                         int node, unsigned long caller)
3527 {
3528         struct kmem_cache *s;
3529         void *ret;
3530
3531         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3532                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3533
3534                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3535                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3536                                    gfpflags, node);
3537
3538                 return ret;
3539         }
3540
3541         s = get_slab(size, gfpflags);
3542
3543         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3544                 return s;
3545
3546         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3547
3548         /* Honor the call site pointer we received. */
3549         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3550
3551         return ret;
3552 }
3553 #endif
3554
3555 #ifdef CONFIG_SYSFS
3556 static int count_inuse(struct page *page)
3557 {
3558         return page->inuse;
3559 }
3560
3561 static int count_total(struct page *page)
3562 {
3563         return page->objects;
3564 }
3565 #endif
3566
3567 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3568 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3569                                                 unsigned long *map)
3570 {
3571         void *p;
3572         void *addr = page_address(page);
3573
3574         if (!check_slab(s, page) ||
3575                         !on_freelist(s, page, NULL))
3576                 return 0;
3577
3578         /* Now we know that a valid freelist exists */
3579         bitmap_zero(map, page->objects);
3580
3581         get_map(s, page, map);
3582         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3583                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3584                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3585                                 return 0;
3586         }
3587
3588         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3589                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3590                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3591                                 return 0;
3592         return 1;
3593 }
3594
3595 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3596                                                 unsigned long *map)
3597 {
3598         if (slab_trylock(page)) {
3599                 validate_slab(s, page, map);
3600                 slab_unlock(page);
3601         } else
3602                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3603                         s->name, page);
3604 }
3605
3606 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3607                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3608 {
3609         unsigned long count = 0;
3610         struct page *page;
3611         unsigned long flags;
3612
3613         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3614
3615         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3616                 validate_slab_slab(s, page, map);
3617                 count++;
3618         }
3619         if (count != n->nr_partial)
3620                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3621                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3622
3623         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3624                 goto out;
3625
3626         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3627                 validate_slab_slab(s, page, map);
3628                 count++;
3629         }
3630         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3631                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3632                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3633                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3634
3635 out:
3636         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3637         return count;
3638 }
3639
3640 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3641 {
3642         int node;
3643         unsigned long count = 0;
3644         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3645                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3646
3647         if (!map)
3648                 return -ENOMEM;
3649
3650         flush_all(s);
3651         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3652                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3653
3654                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3655         }
3656         kfree(map);
3657         return count;
3658 }
3659 /*
3660  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3661  * and freed.
3662  */
3663
3664 struct location {
3665         unsigned long count;
3666         unsigned long addr;
3667         long long sum_time;
3668         long min_time;
3669         long max_time;
3670         long min_pid;
3671         long max_pid;
3672         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3673         nodemask_t nodes;
3674 };
3675
3676 struct loc_track {
3677         unsigned long max;
3678         unsigned long count;
3679         struct location *loc;
3680 };
3681
3682 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3683 {
3684         if (t->max)
3685                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3686                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3687 }
3688
3689 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3690 {
3691         struct location *l;
3692         int order;
3693
3694         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3695
3696         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3697         if (!l)
3698                 return 0;
3699
3700         if (t->count) {
3701                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3702                 free_loc_track(t);
3703         }
3704         t->max = max;
3705         t->loc = l;
3706         return 1;
3707 }
3708
3709 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3710                                 const struct track *track)
3711 {
3712         long start, end, pos;
3713         struct location *l;
3714         unsigned long caddr;
3715         unsigned long age = jiffies - track->when;
3716
3717         start = -1;
3718         end = t->count;
3719
3720         for ( ; ; ) {
3721                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3722
3723                 /*
3724                  * There is nothing at "end". If we end up there
3725                  * we need to add something to before end.
3726                  */
3727                 if (pos == end)
3728                         break;
3729
3730                 caddr = t->loc[pos].addr;
3731                 if (track->addr == caddr) {
3732
3733                         l = &t->loc[pos];
3734                         l->count++;
3735                         if (track->when) {
3736                                 l->sum_time += age;
3737                                 if (age < l->min_time)
3738                                         l->min_time = age;
3739                                 if (age > l->max_time)
3740                                         l->max_time = age;
3741
3742                                 if (track->pid < l->min_pid)
3743                                         l->min_pid = track->pid;
3744                                 if (track->pid > l->max_pid)
3745                                         l->max_pid = track->pid;
3746
3747                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3748                                                 to_cpumask(l->cpus));
3749                         }
3750                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3751                         return 1;
3752                 }
3753
3754                 if (track->addr < caddr)
3755                         end = pos;
3756                 else
3757                         start = pos;
3758         }
3759
3760         /*
3761          * Not found. Insert new tracking element.
3762          */
3763         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3764                 return 0;
3765
3766         l = t->loc + pos;
3767         if (pos < t->count)
3768                 memmove(l + 1, l,
3769                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3770         t->count++;
3771         l->count = 1;
3772         l->addr = track->addr;
3773         l->sum_time = age;
3774         l->min_time = age;
3775         l->max_time = age;
3776         l->min_pid = track->pid;
3777         l->max_pid = track->pid;
3778         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3779         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3780         nodes_clear(l->nodes);
3781         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3782         return 1;
3783 }
3784
3785 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3786                 struct page *page, enum track_item alloc,
3787                 unsigned long *map)
3788 {
3789         void *addr = page_address(page);
3790         void *p;
3791
3792         bitmap_zero(map, page->objects);
3793         get_map(s, page, map);
3794
3795         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3796                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3797                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3798 }
3799
3800 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3801                                         enum track_item alloc)
3802 {
3803         int len = 0;
3804         unsigned long i;
3805         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3806         int node;
3807         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3808                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3809
3810         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3811                                      GFP_TEMPORARY)) {
3812                 kfree(map);
3813                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3814         }
3815         /* Push back cpu slabs */
3816         flush_all(s);
3817
3818         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3819                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3820                 unsigned long flags;
3821                 struct page *page;
3822
3823                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3824                         continue;
3825
3826                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3827                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3828                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3829                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3830                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3831                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3832         }
3833
3834         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3835                 struct location *l = &t.loc[i];
3836
3837                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3838                         break;
3839                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3840
3841                 if (l->addr)
3842                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3843                 else
3844                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3845
3846                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3847                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3848                                 l->min_time,
3849                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3850                                 l->max_time);
3851                 } else
3852                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3853                                 l->min_time);
3854
3855                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3856                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3857                                 l->min_pid, l->max_pid);
3858                 else
3859                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3860                                 l->min_pid);
3861
3862                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3863                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3864                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3865                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3866                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3867                                                  to_cpumask(l->cpus));
3868                 }
3869
3870                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3871                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3872                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3873                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3874                                         l->nodes);
3875                 }
3876
3877                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3878         }
3879
3880         free_loc_track(&t);
3881         kfree(map);
3882         if (!t.count)
3883                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3884         return len;
3885 }
3886 #endif
3887
3888 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3889 static void resiliency_test(void)
3890 {
3891         u8 *p;
3892
3893         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3894
3895         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3896         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3897         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3898
3899         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3900         p[16] = 0x12;
3901         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3902                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3903
3904         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3905
3906         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3907         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3908         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3909         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3910                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3911         printk(KERN_ERR
3912                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3913
3914         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3915         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3916         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3917         *p = 0x56;
3918         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3919                                                                         p);
3920         printk(KERN_ERR
3921                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3922         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3923
3924         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3925         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3926         kfree(p);
3927         *p = 0x78;
3928         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3929         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3930
3931         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3932         kfree(p);
3933         p[50] = 0x9a;
3934         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3935                         p);
3936         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3937
3938         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3939         kfree(p);
3940         p[512] = 0xab;
3941         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3942         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3943 }
3944 #else
3945 #ifdef CONFIG_SYSFS
3946 static void resiliency_test(void) {};
3947 #endif
3948 #endif
3949
3950 #ifdef CONFIG_SYSFS
3951 enum slab_stat_type {
3952         SL_ALL,                 /* All slabs */
3953         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3954         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3955         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3956         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3957 };
3958
3959 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3960 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3961 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3962 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3963 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3964
3965 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3966                             char *buf, unsigned long flags)
3967 {
3968         unsigned long total = 0;
3969         int node;
3970         int x;
3971         unsigned long *nodes;
3972         unsigned long *per_cpu;
3973
3974         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3975         if (!nodes)
3976                 return -ENOMEM;
3977         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3978
3979         if (flags & SO_CPU) {
3980                 int cpu;
3981
3982                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3983                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3984
3985                         if (!c || c->node < 0)
3986                                 continue;
3987
3988                         if (c->page) {
3989                                         if (flags & SO_TOTAL)
3990                                                 x = c->page->objects;
3991                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3992                                         x = c->page->inuse;
3993                                 else
3994                                         x = 1;
3995
3996                                 total += x;
3997                                 nodes[c->node] += x;
3998                         }
3999                         per_cpu[c->node]++;
4000                 }
4001         }
4002
4003         lock_memory_hotplug();
4004 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4005         if (flags & SO_ALL) {
4006                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4007                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4008
4009                 if (flags & SO_TOTAL)
4010                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4011                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4012                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4013                                 count_partial(n, count_free);
4014
4015                         else
4016                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4017                         total += x;
4018                         nodes[node] += x;
4019                 }
4020
4021         } else
4022 #endif
4023         if (flags & SO_PARTIAL) {
4024                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4025                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4026
4027                         if (flags & SO_TOTAL)
4028                                 x = count_partial(n, count_total);
4029                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4030                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4031                         else
4032                                 x = n->nr_partial;
4033                         total += x;
4034                         nodes[node] += x;
4035                 }
4036         }
4037         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4038 #ifdef CONFIG_NUMA
4039         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4040                 if (nodes[node])
4041                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4042                                         node, nodes[node]);
4043 #endif
4044         unlock_memory_hotplug();
4045         kfree(nodes);
4046         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4047 }
4048
4049 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4050 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4051 {
4052         int node;
4053
4054         for_each_online_node(node) {
4055                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4056
4057                 if (!n)
4058                         continue;
4059
4060                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4061                         return 1;
4062         }
4063         return 0;
4064 }
4065 #endif
4066
4067 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4068 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4069
4070 struct slab_attribute {
4071         struct attribute attr;
4072         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4073         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4074 };
4075
4076 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4077         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4078
4079 #define SLAB_ATTR(_name) \
4080         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4081         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4082
4083 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4084 {
4085         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4086 }
4087 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4088
4089 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4090 {
4091         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4092 }
4093 SLAB_ATTR_RO(align);
4094
4095 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4096 {
4097         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4098 }
4099 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4100
4101 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4102 {
4103         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4104 }
4105 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4106
4107 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4108                                 const char *buf, size_t length)
4109 {
4110         unsigned long order;
4111         int err;
4112
4113         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4114         if (err)
4115                 return err;
4116
4117         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4118                 return -EINVAL;
4119
4120         calculate_sizes(s, order);
4121         return length;
4122 }
4123
4124 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4125 {
4126         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4127 }
4128 SLAB_ATTR(order);
4129
4130 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4131 {
4132         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4133 }
4134
4135 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4136                                  size_t length)
4137 {
4138         unsigned long min;
4139         int err;
4140
4141         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4142         if (err)
4143                 return err;
4144
4145         set_min_partial(s, min);
4146         return length;
4147 }
4148 SLAB_ATTR(min_partial);
4149
4150 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4151 {
4152         if (!s->ctor)
4153                 return 0;
4154         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4155 }
4156 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4157
4158 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4159 {
4160         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4161 }
4162 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4163
4164 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4165 {
4166         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4167 }
4168 SLAB_ATTR_RO(partial);
4169
4170 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4171 {
4172         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4173 }
4174 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4175
4176 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4177 {
4178         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4179 }
4180 SLAB_ATTR_RO(objects);
4181
4182 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4183 {
4184         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4185 }
4186 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4187
4188 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4189 {
4190         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4191 }
4192
4193 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4194                                 const char *buf, size_t length)
4195 {
4196         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4197         if (buf[0] == '1')
4198                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4199         return length;
4200 }
4201 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4202
4203 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4204 {
4205         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4206 }
4207 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4208
4209 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4210 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4211 {
4212         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4213 }
4214 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4215 #endif
4216
4217 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4218 {
4219         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4220 }
4221 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4222
4223 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4224 {
4225         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4226 }
4227 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4228
4229 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4230 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4231 {
4232         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4233 }
4234 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4235
4236 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4237 {
4238         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4239 }
4240 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4241
4242 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4243 {
4244         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4245 }
4246
4247 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4248                                 const char *buf, size_t length)
4249 {
4250         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4251         if (buf[0] == '1')
4252                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4253         return length;
4254 }
4255 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4256
4257 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4258 {
4259         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4260 }
4261
4262 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4263                                                         size_t length)
4264 {
4265         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4266         if (buf[0] == '1')
4267                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4268         return length;
4269 }
4270 SLAB_ATTR(trace);
4271
4272 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4273 {
4274         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4275 }
4276
4277 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4278                                 const char *buf, size_t length)
4279 {
4280         if (any_slab_objects(s))
4281                 return -EBUSY;
4282
4283         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4284         if (buf[0] == '1')
4285                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4286         calculate_sizes(s, -1);
4287         return length;
4288 }
4289 SLAB_ATTR(red_zone);
4290
4291 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4292 {
4293         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4294 }
4295
4296 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4297                                 const char *buf, size_t length)
4298 {
4299         if (any_slab_objects(s))
4300                 return -EBUSY;
4301
4302         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4303         if (buf[0] == '1')
4304                 s->flags |= SLAB_POISON;
4305         calculate_sizes(s, -1);
4306         return length;
4307 }
4308 SLAB_ATTR(poison);
4309
4310 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4311 {
4312         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4313 }
4314
4315 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4316                                 const char *buf, size_t length)
4317 {
4318         if (any_slab_objects(s))
4319                 return -EBUSY;
4320
4321         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4322         if (buf[0] == '1')
4323                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4324         calculate_sizes(s, -1);
4325         return length;
4326 }
4327 SLAB_ATTR(store_user);
4328
4329 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4330 {
4331         return 0;
4332 }
4333
4334 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4335                         const char *buf, size_t length)
4336 {
4337         int ret = -EINVAL;
4338
4339         if (buf[0] == '1') {
4340                 ret = validate_slab_cache(s);
4341                 if (ret >= 0)
4342                         ret = length;
4343         }
4344         return ret;
4345 }
4346 SLAB_ATTR(validate);
4347
4348 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4349 {
4350         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4351                 return -ENOSYS;
4352         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4353 }
4354 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4355
4356 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4357 {
4358         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4359                 return -ENOSYS;
4360         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4361 }
4362 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4363 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4364
4365 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4366 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4367 {
4368         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4369 }
4370
4371 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4372                                                         size_t length)
4373 {
4374         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4375         if (buf[0] == '1')
4376                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4377         return length;
4378 }
4379 SLAB_ATTR(failslab);
4380 #endif
4381
4382 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4383 {
4384         return 0;
4385 }
4386
4387 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4388                         const char *buf, size_t length)
4389 {
4390         if (buf[0] == '1') {
4391                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4392
4393                 if (rc)
4394                         return rc;
4395         } else
4396                 return -EINVAL;
4397         return length;
4398 }
4399 SLAB_ATTR(shrink);
4400
4401 #ifdef CONFIG_NUMA
4402 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4403 {
4404         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4405 }
4406
4407 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4408                                 const char *buf, size_t length)
4409 {
4410         unsigned long ratio;
4411         int err;
4412
4413         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4414         if (err)
4415                 return err;
4416
4417         if (ratio <= 100)
4418                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4419
4420         return length;
4421 }
4422 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4423 #endif
4424
4425 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4426 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4427 {
4428         unsigned long sum  = 0;
4429         int cpu;
4430         int len;
4431         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4432
4433         if (!data)
4434                 return -ENOMEM;
4435
4436         for_each_online_cpu(cpu) {
4437                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4438
4439                 data[cpu] = x;
4440                 sum += x;
4441         }
4442
4443         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4444
4445 #ifdef CONFIG_SMP
4446         for_each_online_cpu(cpu) {
4447                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4448                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4449         }
4450 #endif
4451         kfree(data);
4452         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4453 }
4454
4455 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4456 {
4457         int cpu;
4458
4459         for_each_online_cpu(cpu)
4460                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4461 }
4462
4463 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4464 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4465 {                                                               \
4466         return show_stat(s, buf, si);                           \
4467 }                                                               \
4468 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4469                                 const char *buf, size_t length) \
4470 {                                                               \
4471         if (buf[0] != '0')                                      \
4472                 return -EINVAL;                                 \
4473         clear_stat(s, si);                                      \
4474         return length;                                          \
4475 }                                                               \
4476 SLAB_ATTR(text);                                                \
4477
4478 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4479 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4480 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4481 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4482 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4483 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4484 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4485 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4486 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4487 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4488 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4489 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4490 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4491 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4492 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4493 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4494 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4495 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4496 #endif
4497
4498 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4499         &slab_size_attr.attr,
4500         &object_size_attr.attr,
4501         &objs_per_slab_attr.attr,
4502         &order_attr.attr,
4503         &min_partial_attr.attr,
4504         &objects_attr.attr,
4505         &objects_partial_attr.attr,
4506         &partial_attr.attr,
4507         &cpu_slabs_attr.attr,
4508         &ctor_attr.attr,
4509         &aliases_attr.attr,
4510         &align_attr.attr,
4511         &hwcache_align_attr.attr,
4512         &reclaim_account_attr.attr,
4513         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4514         &shrink_attr.attr,
4515         &reserved_attr.attr,
4516 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4517         &total_objects_attr.attr,
4518         &slabs_attr.attr,
4519         &sanity_checks_attr.attr,
4520         &trace_attr.attr,
4521         &red_zone_attr.attr,
4522         &poison_attr.attr,
4523         &store_user_attr.attr,
4524         &validate_attr.attr,
4525         &alloc_calls_attr.attr,
4526         &free_calls_attr.attr,
4527 #endif
4528 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4529         &cache_dma_attr.attr,
4530 #endif
4531 #ifdef CONFIG_NUMA
4532         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4533 #endif
4534 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4535         &alloc_fastpath_attr.attr,
4536         &alloc_slowpath_attr.attr,
4537         &free_fastpath_attr.attr,
4538         &free_slowpath_attr.attr,
4539         &free_frozen_attr.attr,
4540         &free_add_partial_attr.attr,
4541         &free_remove_partial_attr.attr,
4542         &alloc_from_partial_attr.attr,
4543         &alloc_slab_attr.attr,
4544         &alloc_refill_attr.attr,
4545         &free_slab_attr.attr,
4546         &cpuslab_flush_attr.attr,
4547         &deactivate_full_attr.attr,
4548         &deactivate_empty_attr.attr,
4549         &deactivate_to_head_attr.attr,
4550         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4551         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4552         &order_fallback_attr.attr,
4553 #endif
4554 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4555         &failslab_attr.attr,
4556 #endif
4557
4558         NULL
4559 };
4560
4561 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4562         .attrs = slab_attrs,
4563 };
4564
4565 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4566                                 struct attribute *attr,
4567                                 char *buf)
4568 {
4569         struct slab_attribute *attribute;
4570         struct kmem_cache *s;
4571         int err;
4572
4573         attribute = to_slab_attr(attr);
4574         s = to_slab(kobj);
4575
4576         if (!attribute->show)
4577                 return -EIO;
4578
4579         err = attribute->show(s, buf);
4580
4581         return err;
4582 }
4583
4584 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4585                                 struct attribute *attr,
4586                                 const char *buf, size_t len)
4587 {
4588         struct slab_attribute *attribute;
4589         struct kmem_cache *s;
4590         int err;
4591
4592         attribute = to_slab_attr(attr);
4593         s = to_slab(kobj);
4594
4595         if (!attribute->store)
4596                 return -EIO;
4597
4598         err = attribute->store(s, buf, len);
4599
4600         return err;
4601 }
4602
4603 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4604 {
4605         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4606
4607         kfree(s->name);
4608         kfree(s);
4609 }
4610
4611 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4612         .show = slab_attr_show,
4613         .store = slab_attr_store,
4614 };
4615
4616 static struct kobj_type slab_ktype = {
4617         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4618         .release = kmem_cache_release
4619 };
4620
4621 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4622 {
4623         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4624
4625         if (ktype == &slab_ktype)
4626                 return 1;
4627         return 0;
4628 }
4629
4630 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4631         .filter = uevent_filter,
4632 };
4633
4634 static struct kset *slab_kset;
4635
4636 #define ID_STR_LENGTH 64
4637
4638 /* Create a unique string id for a slab cache:
4639  *
4640  * Format       :[flags-]size
4641  */
4642 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4643 {
4644         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4645         char *p = name;
4646
4647         BUG_ON(!name);
4648
4649         *p++ = ':';
4650         /*
4651          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4652          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4653          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4654          * are matched during merging to guarantee that the id is
4655          * unique.
4656          */
4657         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4658                 *p++ = 'd';
4659         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4660                 *p++ = 'a';
4661         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4662                 *p++ = 'F';
4663         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4664                 *p++ = 't';
4665         if (p != name + 1)
4666                 *p++ = '-';
4667         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4668         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4669         return name;
4670 }
4671
4672 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4673 {
4674         int err;
4675         const char *name;
4676         int unmergeable;
4677
4678         if (slab_state < SYSFS)
4679                 /* Defer until later */
4680                 return 0;
4681
4682         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4683         if (unmergeable) {
4684                 /*
4685                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4686                  * This is typically the case for debug situations. In that
4687                  * case we can catch duplicate names easily.
4688                  */
4689                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4690                 name = s->name;
4691         } else {
4692                 /*
4693                  * Create a unique name for the slab as a target
4694                  * for the symlinks.
4695                  */
4696                 name = create_unique_id(s);
4697         }
4698
4699         s->kobj.kset = slab_kset;
4700         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4701         if (err) {
4702                 kobject_put(&s->kobj);
4703                 return err;
4704         }
4705
4706         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4707         if (err) {
4708                 kobject_del(&s->kobj);
4709                 kobject_put(&s->kobj);
4710                 return err;
4711         }
4712         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4713         if (!unmergeable) {
4714                 /* Setup first alias */
4715                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4716                 kfree(name);
4717         }
4718         return 0;
4719 }
4720
4721 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4722 {
4723         if (slab_state < SYSFS)
4724                 /*
4725                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4726                  * cache from sysfs.
4727                  */
4728                 return;
4729
4730         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4731         kobject_del(&s->kobj);
4732         kobject_put(&s->kobj);
4733 }
4734
4735 /*
4736  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4737  * available lest we lose that information.
4738  */
4739 struct saved_alias {
4740         struct kmem_cache *s;
4741         const char *name;
4742         struct saved_alias *next;
4743 };
4744
4745 static struct saved_alias *alias_list;
4746
4747 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4748 {
4749         struct saved_alias *al;
4750
4751         if (slab_state == SYSFS) {
4752                 /*
4753                  * If we have a leftover link then remove it.
4754                  */
4755                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4756                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4757         }
4758
4759         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4760         if (!al)
4761                 return -ENOMEM;
4762
4763         al->s = s;
4764         al->name = name;
4765         al->next = alias_list;
4766         alias_list = al;
4767         return 0;
4768 }
4769
4770 static int __init slab_sysfs_init(void)
4771 {
4772         struct kmem_cache *s;
4773         int err;
4774
4775         down_write(&slub_lock);
4776
4777         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4778         if (!slab_kset) {
4779                 up_write(&slub_lock);
4780                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4781                 return -ENOSYS;
4782         }
4783
4784         slab_state = SYSFS;
4785
4786         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4787                 err = sysfs_slab_add(s);
4788                 if (err)
4789                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4790                                                 " to sysfs\n", s->name);
4791         }
4792
4793         while (alias_list) {
4794                 struct saved_alias *al = alias_list;
4795
4796                 alias_list = alias_list->next;
4797                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4798                 if (err)
4799                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4800                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4801                 kfree(al);
4802         }
4803
4804         up_write(&slub_lock);
4805         resiliency_test();
4806         return 0;
4807 }
4808
4809 __initcall(slab_sysfs_init);
4810 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4811
4812 /*
4813  * The /proc/slabinfo ABI
4814  */
4815 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4816 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4817 {
4818         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4819         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4820                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4821         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4822         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4823         seq_putc(m, '\n');
4824 }
4825
4826 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4827 {
4828         loff_t n = *pos;
4829
4830         down_read(&slub_lock);
4831         if (!n)
4832                 print_slabinfo_header(m);
4833
4834         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4835 }
4836
4837 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4838 {
4839         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4840 }
4841
4842 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4843 {
4844         up_read(&slub_lock);
4845 }
4846
4847 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4848 {
4849         unsigned long nr_partials = 0;
4850         unsigned long nr_slabs = 0;
4851         unsigned long nr_inuse = 0;
4852         unsigned long nr_objs = 0;
4853         unsigned long nr_free = 0;
4854         struct kmem_cache *s;
4855         int node;
4856
4857         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4858
4859         for_each_online_node(node) {
4860                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4861
4862                 if (!n)
4863                         continue;
4864
4865                 nr_partials += n->nr_partial;
4866                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4867                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4868                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4869         }
4870
4871         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4872
4873         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4874                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4875                    (1 << oo_order(s->oo)));
4876         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4877         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4878                    0UL);
4879         seq_putc(m, '\n');
4880         return 0;
4881 }
4882
4883 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4884         .start = s_start,
4885         .next = s_next,
4886         .stop = s_stop,
4887         .show = s_show,
4888 };
4889
4890 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4891 {
4892         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4893 }
4894
4895 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4896         .open           = slabinfo_open,
4897         .read           = seq_read,
4898         .llseek         = seq_lseek,
4899         .release        = seq_release,
4900 };
4901
4902 static int __init slab_proc_init(void)
4903 {
4904         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4905         return 0;
4906 }
4907 module_init(slab_proc_init);
4908 #endif /* CONFIG_SLABINFO */