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