slub: avoid potential NULL dereference or corruption
[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 or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32
33 #include <trace/events/kmem.h>
34
35 /*
36  * Lock order:
37  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
38  *   2. node->list_lock
39  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
40  *
41  *   slub_lock
42  *
43  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
44  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
45  *
46  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
47  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
48  *   double word in the page struct. Meaning
49  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
50  *      B. page->counters       -> Counters of objects
51  *      C. page->frozen         -> frozen state
52  *
53  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
54  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
55  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
56  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
57  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
58  *
59  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
60  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
61  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
62  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
63  *   modified without taking the list lock).
64  *
65  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
66  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
67  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
68  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
69  *   the list lock.
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
199 struct track {
200         unsigned long addr;     /* Called from address */
201 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
202         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
203 #endif
204         int cpu;                /* Was running on cpu */
205         int pid;                /* Pid context */
206         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
207 };
208
209 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
210
211 #ifdef CONFIG_SYSFS
212 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
213 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
215
216 #else
217 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
218 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
219                                                         { return 0; }
220 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
221 {
222         kfree(s->name);
223         kfree(s);
224 }
225
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 int slab_is_available(void)
240 {
241         return slab_state >= UP;
242 }
243
244 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
245 {
246         return s->node[node];
247 }
248
249 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
250 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
251                                 struct page *page, const void *object)
252 {
253         void *base;
254
255         if (!object)
256                 return 1;
257
258         base = page_address(page);
259         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
260                 (object - base) % s->size) {
261                 return 0;
262         }
263
264         return 1;
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return *(void **)(object + s->offset);
270 }
271
272 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         void *p;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
277         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
278 #else
279         p = get_freepointer(s, object);
280 #endif
281         return p;
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Determine object index from a given position */
295 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
296 {
297         return (p - addr) / s->size;
298 }
299
300 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
301 {
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303         /*
304          * Debugging requires use of the padding between object
305          * and whatever may come after it.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
308                 return s->objsize;
309
310 #endif
311         /*
312          * If we have the need to store the freelist pointer
313          * back there or track user information then we can
314          * only use the space before that information.
315          */
316         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
317                 return s->inuse;
318         /*
319          * Else we can use all the padding etc for the allocation
320          */
321         return s->size;
322 }
323
324 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
325 {
326         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
330                 unsigned long size, int reserved)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
370         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
371                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
372                         freelist_old, counters_old,
373                         freelist_new, counters_new))
374                 return 1;
375         } else
376 #endif
377         {
378                 slab_lock(page);
379                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
380                         page->freelist = freelist_new;
381                         page->counters = counters_new;
382                         slab_unlock(page);
383                         return 1;
384                 }
385                 slab_unlock(page);
386         }
387
388         cpu_relax();
389         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
390
391 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
392         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
393 #endif
394
395         return 0;
396 }
397
398 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
399                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
400                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
401                 const char *n)
402 {
403 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
404         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
405                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
406                         freelist_old, counters_old,
407                         freelist_new, counters_new))
408                 return 1;
409         } else
410 #endif
411         {
412                 unsigned long flags;
413
414                 local_irq_save(flags);
415                 slab_lock(page);
416                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return 1;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return 0;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 /*
454  * Debug settings:
455  */
456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
457 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
458 #else
459 static int slub_debug;
460 #endif
461
462 static char *slub_debug_slabs;
463 static int disable_higher_order_debug;
464
465 /*
466  * Object debugging
467  */
468 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
469 {
470         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
471                         length, 1);
472 }
473
474 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
475         enum track_item alloc)
476 {
477         struct track *p;
478
479         if (s->offset)
480                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
481         else
482                 p = object + s->inuse;
483
484         return p + alloc;
485 }
486
487 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
488                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
489 {
490         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
491
492         if (addr) {
493 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
494                 struct stack_trace trace;
495                 int i;
496
497                 trace.nr_entries = 0;
498                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
499                 trace.entries = p->addrs;
500                 trace.skip = 3;
501                 save_stack_trace(&trace);
502
503                 /* See rant in lockdep.c */
504                 if (trace.nr_entries != 0 &&
505                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
506                         trace.nr_entries--;
507
508                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
509                         p->addrs[i] = 0;
510 #endif
511                 p->addr = addr;
512                 p->cpu = smp_processor_id();
513                 p->pid = current->pid;
514                 p->when = jiffies;
515         } else
516                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
517 }
518
519 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
520 {
521         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
522                 return;
523
524         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
525         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
526 }
527
528 static void print_track(const char *s, struct track *t)
529 {
530         if (!t->addr)
531                 return;
532
533         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
534                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
535 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
536         {
537                 int i;
538                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
539                         if (t->addrs[i])
540                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
541                         else
542                                 break;
543         }
544 #endif
545 }
546
547 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
553         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
554 }
555
556 static void print_page_info(struct page *page)
557 {
558         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
559                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
560
561 }
562
563 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
564 {
565         va_list args;
566         char buf[100];
567
568         va_start(args, fmt);
569         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
570         va_end(args);
571         printk(KERN_ERR "========================================"
572                         "=====================================\n");
573         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
574         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
575                         "-------------------------------------\n\n");
576 }
577
578 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
579 {
580         va_list args;
581         char buf[100];
582
583         va_start(args, fmt);
584         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
585         va_end(args);
586         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
587 }
588
589 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
590 {
591         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
592         u8 *addr = page_address(page);
593
594         print_tracking(s, p);
595
596         print_page_info(page);
597
598         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
599                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
600
601         if (p > addr + 16)
602                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
603
604         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
605                                 PAGE_SIZE));
606         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
607                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
608                         s->inuse - s->objsize);
609
610         if (s->offset)
611                 off = s->offset + sizeof(void *);
612         else
613                 off = s->inuse;
614
615         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
616                 off += 2 * sizeof(struct track);
617
618         if (off != s->size)
619                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
620                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
621
622         dump_stack();
623 }
624
625 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
626                         u8 *object, char *reason)
627 {
628         slab_bug(s, "%s", reason);
629         print_trailer(s, page, object);
630 }
631
632 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
633 {
634         va_list args;
635         char buf[100];
636
637         va_start(args, fmt);
638         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
639         va_end(args);
640         slab_bug(s, "%s", buf);
641         print_page_info(page);
642         dump_stack();
643 }
644
645 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
646 {
647         u8 *p = object;
648
649         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
650                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
651                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
652         }
653
654         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
655                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
656 }
657
658 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
659                                                 void *from, void *to)
660 {
661         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
662         memset(from, data, to - from);
663 }
664
665 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
666                         u8 *object, char *what,
667                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
668 {
669         u8 *fault;
670         u8 *end;
671
672         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
673         if (!fault)
674                 return 1;
675
676         end = start + bytes;
677         while (end > fault && end[-1] == value)
678                 end--;
679
680         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
681         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
682                                         fault, end - 1, fault[0], value);
683         print_trailer(s, page, object);
684
685         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
686         return 0;
687 }
688
689 /*
690  * Object layout:
691  *
692  * object address
693  *      Bytes of the object to be managed.
694  *      If the freepointer may overlay the object then the free
695  *      pointer is the first word of the object.
696  *
697  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
698  *      0xa5 (POISON_END)
699  *
700  * object + s->objsize
701  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
702  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
703  *      objsize == inuse.
704  *
705  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
706  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
707  *
708  * object + s->inuse
709  *      Meta data starts here.
710  *
711  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
712  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
713  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
714  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
715  *              before the word boundary.
716  *
717  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
718  *
719  * object + s->size
720  *      Nothing is used beyond s->size.
721  *
722  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
723  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
724  * may be used with merged slabcaches.
725  */
726
727 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
728 {
729         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
730
731         if (s->offset)
732                 /* Freepointer is placed after the object. */
733                 off += sizeof(void *);
734
735         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
736                 /* We also have user information there */
737                 off += 2 * sizeof(struct track);
738
739         if (s->size == off)
740                 return 1;
741
742         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
743                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
744 }
745
746 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
747 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
748 {
749         u8 *start;
750         u8 *fault;
751         u8 *end;
752         int length;
753         int remainder;
754
755         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
756                 return 1;
757
758         start = page_address(page);
759         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
760         end = start + length;
761         remainder = length % s->size;
762         if (!remainder)
763                 return 1;
764
765         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
766         if (!fault)
767                 return 1;
768         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
769                 end--;
770
771         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
772         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
773
774         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
775         return 0;
776 }
777
778 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
779                                         void *object, u8 val)
780 {
781         u8 *p = object;
782         u8 *endobject = object + s->objsize;
783
784         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
785                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
786                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
787                         return 0;
788         } else {
789                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
790                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
791                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
792                 }
793         }
794
795         if (s->flags & SLAB_POISON) {
796                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
797                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
798                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
799                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
800                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
801                         return 0;
802                 /*
803                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
804                  */
805                 check_pad_bytes(s, page, p);
806         }
807
808         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
809                 /*
810                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
811                  * freepointer while object is allocated.
812                  */
813                 return 1;
814
815         /* Check free pointer validity */
816         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
817                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
818                 /*
819                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
820                  * of the free objects in this slab. May cause
821                  * another error because the object count is now wrong.
822                  */
823                 set_freepointer(s, p, NULL);
824                 return 0;
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
830 {
831         int maxobj;
832
833         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
834
835         if (!PageSlab(page)) {
836                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
837                 return 0;
838         }
839
840         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
841         if (page->objects > maxobj) {
842                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
843                         s->name, page->objects, maxobj);
844                 return 0;
845         }
846         if (page->inuse > page->objects) {
847                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
848                         s->name, page->inuse, page->objects);
849                 return 0;
850         }
851         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
852         slab_pad_check(s, page);
853         return 1;
854 }
855
856 /*
857  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
858  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
859  */
860 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
861 {
862         int nr = 0;
863         void *fp;
864         void *object = NULL;
865         unsigned long max_objects;
866
867         fp = page->freelist;
868         while (fp && nr <= page->objects) {
869                 if (fp == search)
870                         return 1;
871                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
872                         if (object) {
873                                 object_err(s, page, object,
874                                         "Freechain corrupt");
875                                 set_freepointer(s, object, NULL);
876                                 break;
877                         } else {
878                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
879                                 page->freelist = NULL;
880                                 page->inuse = page->objects;
881                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
882                                 return 0;
883                         }
884                         break;
885                 }
886                 object = fp;
887                 fp = get_freepointer(s, object);
888                 nr++;
889         }
890
891         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
892         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
893                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
894
895         if (page->objects != max_objects) {
896                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
897                         "should be %d", page->objects, max_objects);
898                 page->objects = max_objects;
899                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
900         }
901         if (page->inuse != page->objects - nr) {
902                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
903                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
904                 page->inuse = page->objects - nr;
905                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
906         }
907         return search == NULL;
908 }
909
910 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
911                                                                 int alloc)
912 {
913         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
914                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
915                         s->name,
916                         alloc ? "alloc" : "free",
917                         object, page->inuse,
918                         page->freelist);
919
920                 if (!alloc)
921                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
922
923                 dump_stack();
924         }
925 }
926
927 /*
928  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
929  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
930  */
931 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
932 {
933         flags &= gfp_allowed_mask;
934         lockdep_trace_alloc(flags);
935         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
936
937         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
938 }
939
940 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
941 {
942         flags &= gfp_allowed_mask;
943         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
944         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
945 }
946
947 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
948 {
949         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
950
951         /*
952          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
953          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
954          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
955          */
956 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
957         {
958                 unsigned long flags;
959
960                 local_irq_save(flags);
961                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
962                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
963                 local_irq_restore(flags);
964         }
965 #endif
966         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
967                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
968 }
969
970 /*
971  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
972  *
973  * list_lock must be held.
974  */
975 static void add_full(struct kmem_cache *s,
976         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         list_add(&page->lru, &n->full);
982 }
983
984 /*
985  * list_lock must be held.
986  */
987 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
988 {
989         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
990                 return;
991
992         list_del(&page->lru);
993 }
994
995 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
996 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
997 {
998         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
999
1000         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1001 }
1002
1003 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1004 {
1005         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1006 }
1007
1008 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1009 {
1010         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1011
1012         /*
1013          * May be called early in order to allocate a slab for the
1014          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1015          * dilemma by deferring the increment of the count during
1016          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1017          */
1018         if (n) {
1019                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1020                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1021         }
1022 }
1023 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1024 {
1025         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1026
1027         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1028         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1029 }
1030
1031 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1032 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1033                                                                 void *object)
1034 {
1035         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1036                 return;
1037
1038         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1039         init_tracking(s, object);
1040 }
1041
1042 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1043                                         void *object, unsigned long addr)
1044 {
1045         if (!check_slab(s, page))
1046                 goto bad;
1047
1048         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1049                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1050                 goto bad;
1051         }
1052
1053         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1054                 goto bad;
1055
1056         /* Success perform special debug activities for allocs */
1057         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1058                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1059         trace(s, page, object, 1);
1060         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1061         return 1;
1062
1063 bad:
1064         if (PageSlab(page)) {
1065                 /*
1066                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1067                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1068                  * as used avoids touching the remaining objects.
1069                  */
1070                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1071                 page->inuse = page->objects;
1072                 page->freelist = NULL;
1073         }
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1078                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1079 {
1080         unsigned long flags;
1081         int rc = 0;
1082
1083         local_irq_save(flags);
1084         slab_lock(page);
1085
1086         if (!check_slab(s, page))
1087                 goto fail;
1088
1089         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1090                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1091                 goto fail;
1092         }
1093
1094         if (on_freelist(s, page, object)) {
1095                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1096                 goto fail;
1097         }
1098
1099         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1100                 goto out;
1101
1102         if (unlikely(s != page->slab)) {
1103                 if (!PageSlab(page)) {
1104                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1105                                 "outside of slab", object);
1106                 } else if (!page->slab) {
1107                         printk(KERN_ERR
1108                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1109                                                 object);
1110                         dump_stack();
1111                 } else
1112                         object_err(s, page, object,
1113                                         "page slab pointer corrupt.");
1114                 goto fail;
1115         }
1116
1117         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1118                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1119         trace(s, page, object, 0);
1120         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1121         rc = 1;
1122 out:
1123         slab_unlock(page);
1124         local_irq_restore(flags);
1125         return rc;
1126
1127 fail:
1128         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1129         goto out;
1130 }
1131
1132 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1133 {
1134         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1135         if (*str++ != '=' || !*str)
1136                 /*
1137                  * No options specified. Switch on full debugging.
1138                  */
1139                 goto out;
1140
1141         if (*str == ',')
1142                 /*
1143                  * No options but restriction on slabs. This means full
1144                  * debugging for slabs matching a pattern.
1145                  */
1146                 goto check_slabs;
1147
1148         if (tolower(*str) == 'o') {
1149                 /*
1150                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1151                  * would increase as a result.
1152                  */
1153                 disable_higher_order_debug = 1;
1154                 goto out;
1155         }
1156
1157         slub_debug = 0;
1158         if (*str == '-')
1159                 /*
1160                  * Switch off all debugging measures.
1161                  */
1162                 goto out;
1163
1164         /*
1165          * Determine which debug features should be switched on
1166          */
1167         for (; *str && *str != ','; str++) {
1168                 switch (tolower(*str)) {
1169                 case 'f':
1170                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1171                         break;
1172                 case 'z':
1173                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1174                         break;
1175                 case 'p':
1176                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1177                         break;
1178                 case 'u':
1179                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1180                         break;
1181                 case 't':
1182                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1183                         break;
1184                 case 'a':
1185                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1186                         break;
1187                 default:
1188                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1189                                 "unknown. skipped\n", *str);
1190                 }
1191         }
1192
1193 check_slabs:
1194         if (*str == ',')
1195                 slub_debug_slabs = str + 1;
1196 out:
1197         return 1;
1198 }
1199
1200 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1201
1202 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1203         unsigned long flags, const char *name,
1204         void (*ctor)(void *))
1205 {
1206         /*
1207          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1208          */
1209         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1210                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1211                 flags |= slub_debug;
1212
1213         return flags;
1214 }
1215 #else
1216 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1217                         struct page *page, void *object) {}
1218
1219 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1220         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1221
1222 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1223         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1224
1225 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1226                         { return 1; }
1227 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1228                         void *object, u8 val) { return 1; }
1229 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1230                                         struct page *page) {}
1231 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1232 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1233         unsigned long flags, const char *name,
1234         void (*ctor)(void *))
1235 {
1236         return flags;
1237 }
1238 #define slub_debug 0
1239
1240 #define disable_higher_order_debug 0
1241
1242 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1243                                                         { return 0; }
1244 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1247                                                         int objects) {}
1248 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250
1251 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1252                                                         { return 0; }
1253
1254 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1255                 void *object) {}
1256
1257 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1258
1259 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1260
1261 /*
1262  * Slab allocation and freeing
1263  */
1264 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1265                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1266 {
1267         int order = oo_order(oo);
1268
1269         flags |= __GFP_NOTRACK;
1270
1271         if (node == NUMA_NO_NODE)
1272                 return alloc_pages(flags, order);
1273         else
1274                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1275 }
1276
1277 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1278 {
1279         struct page *page;
1280         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1281         gfp_t alloc_gfp;
1282
1283         flags &= gfp_allowed_mask;
1284
1285         if (flags & __GFP_WAIT)
1286                 local_irq_enable();
1287
1288         flags |= s->allocflags;
1289
1290         /*
1291          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1292          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1293          */
1294         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1295
1296         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1297         if (unlikely(!page)) {
1298                 oo = s->min;
1299                 /*
1300                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1301                  * Try a lower order alloc if possible
1302                  */
1303                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1304
1305                 if (page)
1306                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1307         }
1308
1309         if (flags & __GFP_WAIT)
1310                 local_irq_disable();
1311
1312         if (!page)
1313                 return NULL;
1314
1315         if (kmemcheck_enabled
1316                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1317                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1318
1319                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1320
1321                 /*
1322                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1323                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1324                  */
1325                 if (s->ctor)
1326                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1327                 else
1328                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1329         }
1330
1331         page->objects = oo_objects(oo);
1332         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1333                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1334                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1335                 1 << oo_order(oo));
1336
1337         return page;
1338 }
1339
1340 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1341                                 void *object)
1342 {
1343         setup_object_debug(s, page, object);
1344         if (unlikely(s->ctor))
1345                 s->ctor(object);
1346 }
1347
1348 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1349 {
1350         struct page *page;
1351         void *start;
1352         void *last;
1353         void *p;
1354
1355         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1356
1357         page = allocate_slab(s,
1358                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1359         if (!page)
1360                 goto out;
1361
1362         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1363         page->slab = s;
1364         page->flags |= 1 << PG_slab;
1365
1366         start = page_address(page);
1367
1368         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1369                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1370
1371         last = start;
1372         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1373                 setup_object(s, page, last);
1374                 set_freepointer(s, last, p);
1375                 last = p;
1376         }
1377         setup_object(s, page, last);
1378         set_freepointer(s, last, NULL);
1379
1380         page->freelist = start;
1381         page->inuse = page->objects;
1382         page->frozen = 1;
1383 out:
1384         return page;
1385 }
1386
1387 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1388 {
1389         int order = compound_order(page);
1390         int pages = 1 << order;
1391
1392         if (kmem_cache_debug(s)) {
1393                 void *p;
1394
1395                 slab_pad_check(s, page);
1396                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1397                                                 page->objects)
1398                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1399         }
1400
1401         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1402
1403         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1404                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1405                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1406                 -pages);
1407
1408         __ClearPageSlab(page);
1409         reset_page_mapcount(page);
1410         if (current->reclaim_state)
1411                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1412         __free_pages(page, order);
1413 }
1414
1415 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1416         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1417
1418 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1419 {
1420         struct page *page;
1421
1422         if (need_reserve_slab_rcu)
1423                 page = virt_to_head_page(h);
1424         else
1425                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1426
1427         __free_slab(page->slab, page);
1428 }
1429
1430 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1431 {
1432         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1433                 struct rcu_head *head;
1434
1435                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1436                         int order = compound_order(page);
1437                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1438
1439                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1440                         head = page_address(page) + offset;
1441                 } else {
1442                         /*
1443                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1444                          */
1445                         head = (void *)&page->lru;
1446                 }
1447
1448                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1449         } else
1450                 __free_slab(s, page);
1451 }
1452
1453 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1454 {
1455         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1456         free_slab(s, page);
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Management of partially allocated slabs.
1461  *
1462  * list_lock must be held.
1463  */
1464 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1465                                 struct page *page, int tail)
1466 {
1467         n->nr_partial++;
1468         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1469                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1470         else
1471                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * list_lock must be held.
1476  */
1477 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1478                                         struct page *page)
1479 {
1480         list_del(&page->lru);
1481         n->nr_partial--;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1486  * per cpu freelist.
1487  *
1488  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1489  *
1490  * Must hold list_lock.
1491  */
1492 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1493                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1494                 int mode)
1495 {
1496         void *freelist;
1497         unsigned long counters;
1498         struct page new;
1499
1500         /*
1501          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1502          * The old freelist is the list of objects for the
1503          * per cpu allocation list.
1504          */
1505         do {
1506                 freelist = page->freelist;
1507                 counters = page->counters;
1508                 new.counters = counters;
1509                 if (mode)
1510                         new.inuse = page->objects;
1511
1512                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1513                 new.frozen = 1;
1514
1515         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1516                         freelist, counters,
1517                         NULL, new.counters,
1518                         "lock and freeze"));
1519
1520         remove_partial(n, page);
1521         return freelist;
1522 }
1523
1524 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1525
1526 /*
1527  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1528  */
1529 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1530                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1531 {
1532         struct page *page, *page2;
1533         void *object = NULL;
1534
1535         /*
1536          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1537          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1538          * partial slab and there is none available then get_partials()
1539          * will return NULL.
1540          */
1541         if (!n || !n->nr_partial)
1542                 return NULL;
1543
1544         spin_lock(&n->list_lock);
1545         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1546                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1547                 int available;
1548
1549                 if (!t)
1550                         break;
1551
1552                 if (!object) {
1553                         c->page = page;
1554                         c->node = page_to_nid(page);
1555                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1556                         object = t;
1557                         available =  page->objects - page->inuse;
1558                 } else {
1559                         page->freelist = t;
1560                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1561                 }
1562                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1563                         break;
1564
1565         }
1566         spin_unlock(&n->list_lock);
1567         return object;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1572  */
1573 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1574                 struct kmem_cache_cpu *c)
1575 {
1576 #ifdef CONFIG_NUMA
1577         struct zonelist *zonelist;
1578         struct zoneref *z;
1579         struct zone *zone;
1580         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1581         void *object;
1582
1583         /*
1584          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1585          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1586          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1587          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1588          *
1589          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1590          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1591          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1592          * from other nodes and filled up.
1593          *
1594          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1595          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1596          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1597          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1598          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1599          * with available objects.
1600          */
1601         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1602                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1603                 return NULL;
1604
1605         get_mems_allowed();
1606         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1607         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1608                 struct kmem_cache_node *n;
1609
1610                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1611
1612                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1613                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1614                         object = get_partial_node(s, n, c);
1615                         if (object) {
1616                                 put_mems_allowed();
1617                                 return object;
1618                         }
1619                 }
1620         }
1621         put_mems_allowed();
1622 #endif
1623         return NULL;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Get a partial page, lock it and return it.
1628  */
1629 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1630                 struct kmem_cache_cpu *c)
1631 {
1632         void *object;
1633         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1634
1635         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1636         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1637                 return object;
1638
1639         return get_any_partial(s, flags, c);
1640 }
1641
1642 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1643 /*
1644  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1645  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1646  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1647  */
1648 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1649 #else
1650 /*
1651  * No preemption supported therefore also no need to check for
1652  * different cpus.
1653  */
1654 #define TID_STEP 1
1655 #endif
1656
1657 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1658 {
1659         return tid + TID_STEP;
1660 }
1661
1662 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1663 {
1664         return tid % TID_STEP;
1665 }
1666
1667 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1668 {
1669         return tid / TID_STEP;
1670 }
1671
1672 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1673 {
1674         return cpu;
1675 }
1676
1677 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1678                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1679 {
1680 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1681         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1682
1683         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1684
1685 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1686         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1687                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1688                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1689         else
1690 #endif
1691         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1692                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1693                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1694         else
1695                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1696                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1697 #endif
1698         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1699 }
1700
1701 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1702 {
1703         int cpu;
1704
1705         for_each_possible_cpu(cpu)
1706                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Remove the cpu slab
1711  */
1712 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1713 {
1714         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1715         struct page *page = c->page;
1716         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1717         int lock = 0;
1718         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1719         void *freelist;
1720         void *nextfree;
1721         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1722         struct page new;
1723         struct page old;
1724
1725         if (page->freelist) {
1726                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1727                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1728         }
1729
1730         c->tid = next_tid(c->tid);
1731         c->page = NULL;
1732         freelist = c->freelist;
1733         c->freelist = NULL;
1734
1735         /*
1736          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1737          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1738          * last one.
1739          *
1740          * There is no need to take the list->lock because the page
1741          * is still frozen.
1742          */
1743         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1744                 void *prior;
1745                 unsigned long counters;
1746
1747                 do {
1748                         prior = page->freelist;
1749                         counters = page->counters;
1750                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1751                         new.counters = counters;
1752                         new.inuse--;
1753                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1754
1755                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1756                         prior, counters,
1757                         freelist, new.counters,
1758                         "drain percpu freelist"));
1759
1760                 freelist = nextfree;
1761         }
1762
1763         /*
1764          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1765          * list presence reflects the actual number of objects
1766          * during unfreeze.
1767          *
1768          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1769          * with the count. If there is a mismatch then the page
1770          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1771          *
1772          * Then we restart the process which may have to remove
1773          * the page from the list that we just put it on again
1774          * because the number of objects in the slab may have
1775          * changed.
1776          */
1777 redo:
1778
1779         old.freelist = page->freelist;
1780         old.counters = page->counters;
1781         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1782
1783         /* Determine target state of the slab */
1784         new.counters = old.counters;
1785         if (freelist) {
1786                 new.inuse--;
1787                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1788                 new.freelist = freelist;
1789         } else
1790                 new.freelist = old.freelist;
1791
1792         new.frozen = 0;
1793
1794         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1795                 m = M_FREE;
1796         else if (new.freelist) {
1797                 m = M_PARTIAL;
1798                 if (!lock) {
1799                         lock = 1;
1800                         /*
1801                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1802                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1803                          * is frozen
1804                          */
1805                         spin_lock(&n->list_lock);
1806                 }
1807         } else {
1808                 m = M_FULL;
1809                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1810                         lock = 1;
1811                         /*
1812                          * This also ensures that the scanning of full
1813                          * slabs from diagnostic functions will not see
1814                          * any frozen slabs.
1815                          */
1816                         spin_lock(&n->list_lock);
1817                 }
1818         }
1819
1820         if (l != m) {
1821
1822                 if (l == M_PARTIAL)
1823
1824                         remove_partial(n, page);
1825
1826                 else if (l == M_FULL)
1827
1828                         remove_full(s, page);
1829
1830                 if (m == M_PARTIAL) {
1831
1832                         add_partial(n, page, tail);
1833                         stat(s, tail);
1834
1835                 } else if (m == M_FULL) {
1836
1837                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1838                         add_full(s, n, page);
1839
1840                 }
1841         }
1842
1843         l = m;
1844         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1845                                 old.freelist, old.counters,
1846                                 new.freelist, new.counters,
1847                                 "unfreezing slab"))
1848                 goto redo;
1849
1850         if (lock)
1851                 spin_unlock(&n->list_lock);
1852
1853         if (m == M_FREE) {
1854                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1855                 discard_slab(s, page);
1856                 stat(s, FREE_SLAB);
1857         }
1858 }
1859
1860 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1861 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1862 {
1863         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1864         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1865         struct page *page, *discard_page = NULL;
1866
1867         while ((page = c->partial)) {
1868                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1869                 enum slab_modes l, m;
1870                 struct page new;
1871                 struct page old;
1872
1873                 c->partial = page->next;
1874                 l = M_FREE;
1875
1876                 do {
1877
1878                         old.freelist = page->freelist;
1879                         old.counters = page->counters;
1880                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1881
1882                         new.counters = old.counters;
1883                         new.freelist = old.freelist;
1884
1885                         new.frozen = 0;
1886
1887                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1888                                 m = M_FREE;
1889                         else {
1890                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1891                                                         page_to_nid(page));
1892
1893                                 m = M_PARTIAL;
1894                                 if (n != n2) {
1895                                         if (n)
1896                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1897
1898                                         n = n2;
1899                                         spin_lock(&n->list_lock);
1900                                 }
1901                         }
1902
1903                         if (l != m) {
1904                                 if (l == M_PARTIAL)
1905                                         remove_partial(n, page);
1906                                 else
1907                                         add_partial(n, page,
1908                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1909
1910                                 l = m;
1911                         }
1912
1913                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1914                                 old.freelist, old.counters,
1915                                 new.freelist, new.counters,
1916                                 "unfreezing slab"));
1917
1918                 if (m == M_FREE) {
1919                         page->next = discard_page;
1920                         discard_page = page;
1921                 }
1922         }
1923
1924         if (n)
1925                 spin_unlock(&n->list_lock);
1926
1927         while (discard_page) {
1928                 page = discard_page;
1929                 discard_page = discard_page->next;
1930
1931                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1932                 discard_slab(s, page);
1933                 stat(s, FREE_SLAB);
1934         }
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1939  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1940  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1941  * onto a random cpus partial slot.
1942  *
1943  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1944  * per node partial list.
1945  */
1946 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1947 {
1948         struct page *oldpage;
1949         int pages;
1950         int pobjects;
1951
1952         do {
1953                 pages = 0;
1954                 pobjects = 0;
1955                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1956
1957                 if (oldpage) {
1958                         pobjects = oldpage->pobjects;
1959                         pages = oldpage->pages;
1960                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1961                                 unsigned long flags;
1962                                 /*
1963                                  * partial array is full. Move the existing
1964                                  * set to the per node partial list.
1965                                  */
1966                                 local_irq_save(flags);
1967                                 unfreeze_partials(s);
1968                                 local_irq_restore(flags);
1969                                 pobjects = 0;
1970                                 pages = 0;
1971                         }
1972                 }
1973
1974                 pages++;
1975                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1976
1977                 page->pages = pages;
1978                 page->pobjects = pobjects;
1979                 page->next = oldpage;
1980
1981         } while (irqsafe_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1982         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1983         return pobjects;
1984 }
1985
1986 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1987 {
1988         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1989         deactivate_slab(s, c);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Flush cpu slab.
1994  *
1995  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1996  */
1997 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1998 {
1999         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2000
2001         if (likely(c)) {
2002                 if (c->page)
2003                         flush_slab(s, c);
2004
2005                 unfreeze_partials(s);
2006         }
2007 }
2008
2009 static void flush_cpu_slab(void *d)
2010 {
2011         struct kmem_cache *s = d;
2012
2013         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2014 }
2015
2016 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2017 {
2018         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2023  * locality expectations.
2024  */
2025 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2026 {
2027 #ifdef CONFIG_NUMA
2028         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2029                 return 0;
2030 #endif
2031         return 1;
2032 }
2033
2034 static int count_free(struct page *page)
2035 {
2036         return page->objects - page->inuse;
2037 }
2038
2039 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2040                                         int (*get_count)(struct page *))
2041 {
2042         unsigned long flags;
2043         unsigned long x = 0;
2044         struct page *page;
2045
2046         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2047         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2048                 x += get_count(page);
2049         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2050         return x;
2051 }
2052
2053 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2054 {
2055 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2056         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2057 #else
2058         return 0;
2059 #endif
2060 }
2061
2062 static noinline void
2063 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2064 {
2065         int node;
2066
2067         printk(KERN_WARNING
2068                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2069                 nid, gfpflags);
2070         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2071                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2072                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2073
2074         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2075                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2076                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2077
2078         for_each_online_node(node) {
2079                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2080                 unsigned long nr_slabs;
2081                 unsigned long nr_objs;
2082                 unsigned long nr_free;
2083
2084                 if (!n)
2085                         continue;
2086
2087                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2088                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2089                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2090
2091                 printk(KERN_WARNING
2092                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2093                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2094         }
2095 }
2096
2097 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2098                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2099 {
2100         void *object;
2101         struct kmem_cache_cpu *c;
2102         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2103
2104         if (page) {
2105                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2106                 if (c->page)
2107                         flush_slab(s, c);
2108
2109                 /*
2110                  * No other reference to the page yet so we can
2111                  * muck around with it freely without cmpxchg
2112                  */
2113                 object = page->freelist;
2114                 page->freelist = NULL;
2115
2116                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2117                 c->node = page_to_nid(page);
2118                 c->page = page;
2119                 *pc = c;
2120         } else
2121                 object = NULL;
2122
2123         return object;
2124 }
2125
2126 /*
2127  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2128  * debugging duties.
2129  *
2130  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2131  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2132  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2133  *
2134  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2135  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2136  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2137  *
2138  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2139  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2140  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2141  */
2142 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2143                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2144 {
2145         void **object;
2146         unsigned long flags;
2147         struct page new;
2148         unsigned long counters;
2149
2150         local_irq_save(flags);
2151 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2152         /*
2153          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2154          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2155          * pointer.
2156          */
2157         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2158 #endif
2159
2160         if (!c->page)
2161                 goto new_slab;
2162 redo:
2163         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2164                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2165                 deactivate_slab(s, c);
2166                 goto new_slab;
2167         }
2168
2169         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2170
2171         do {
2172                 object = c->page->freelist;
2173                 counters = c->page->counters;
2174                 new.counters = counters;
2175                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2176
2177                 /*
2178                  * If there is no object left then we use this loop to
2179                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2180                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2181                  * put the page back onto the partial list.
2182                  *
2183                  * If there are objects left then we retrieve them
2184                  * and use them to refill the per cpu queue.
2185                  */
2186
2187                 new.inuse = c->page->objects;
2188                 new.frozen = object != NULL;
2189
2190         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2191                         object, counters,
2192                         NULL, new.counters,
2193                         "__slab_alloc"));
2194
2195         if (!object) {
2196                 c->page = NULL;
2197                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2198                 goto new_slab;
2199         }
2200
2201         stat(s, ALLOC_REFILL);
2202
2203 load_freelist:
2204         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2205         c->tid = next_tid(c->tid);
2206         local_irq_restore(flags);
2207         return object;
2208
2209 new_slab:
2210
2211         if (c->partial) {
2212                 c->page = c->partial;
2213                 c->partial = c->page->next;
2214                 c->node = page_to_nid(c->page);
2215                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2216                 c->freelist = NULL;
2217                 goto redo;
2218         }
2219
2220         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2221         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2222
2223         if (unlikely(!object)) {
2224
2225                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2226
2227                 if (unlikely(!object)) {
2228                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2229                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2230
2231                         local_irq_restore(flags);
2232                         return NULL;
2233                 }
2234         }
2235
2236         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2237                 goto load_freelist;
2238
2239         /* Only entered in the debug case */
2240         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2241                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2242
2243         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2244         deactivate_slab(s, c);
2245         c->node = NUMA_NO_NODE;
2246         local_irq_restore(flags);
2247         return object;
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2252  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2253  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2254  *
2255  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2256  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2257  *
2258  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2259  */
2260 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2261                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2262 {
2263         void **object;
2264         struct kmem_cache_cpu *c;
2265         unsigned long tid;
2266
2267         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2268                 return NULL;
2269
2270 redo:
2271
2272         /*
2273          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2274          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2275          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2276          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2277          */
2278         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2279
2280         /*
2281          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2282          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2283          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2284          * linked list in between.
2285          */
2286         tid = c->tid;
2287         barrier();
2288
2289         object = c->freelist;
2290         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2291
2292                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2293
2294         else {
2295                 /*
2296                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2297                  * operation and if we are on the right processor.
2298                  *
2299                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2300                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2301                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2302                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2303                  *
2304                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2305                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2306                  */
2307                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2308                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2309                                 object, tid,
2310                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2311
2312                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2313                         goto redo;
2314                 }
2315                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2316         }
2317
2318         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2319                 memset(object, 0, s->objsize);
2320
2321         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2322
2323         return object;
2324 }
2325
2326 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2327 {
2328         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2329
2330         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2331
2332         return ret;
2333 }
2334 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2335
2336 #ifdef CONFIG_TRACING
2337 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2338 {
2339         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2340         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2341         return ret;
2342 }
2343 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2344
2345 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2346 {
2347         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2348         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2349         return ret;
2350 }
2351 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2352 #endif
2353
2354 #ifdef CONFIG_NUMA
2355 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2356 {
2357         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2358
2359         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2360                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2361
2362         return ret;
2363 }
2364 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2365
2366 #ifdef CONFIG_TRACING
2367 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2368                                     gfp_t gfpflags,
2369                                     int node, size_t size)
2370 {
2371         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2372
2373         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2374                            size, s->size, gfpflags, node);
2375         return ret;
2376 }
2377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2378 #endif
2379 #endif
2380
2381 /*
2382  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2383  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2384  *
2385  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2386  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2387  * handling required then we can return immediately.
2388  */
2389 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2390                         void *x, unsigned long addr)
2391 {
2392         void *prior;
2393         void **object = (void *)x;
2394         int was_frozen;
2395         int inuse;
2396         struct page new;
2397         unsigned long counters;
2398         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2399         unsigned long uninitialized_var(flags);
2400
2401         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2402
2403         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2404                 return;
2405
2406         do {
2407                 prior = page->freelist;
2408                 counters = page->counters;
2409                 set_freepointer(s, object, prior);
2410                 new.counters = counters;
2411                 was_frozen = new.frozen;
2412                 new.inuse--;
2413                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2414
2415                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2416
2417                                 /*
2418                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2419                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2420                                  */
2421                                 new.frozen = 1;
2422
2423                         else { /* Needs to be taken off a list */
2424
2425                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2426                                 /*
2427                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2428                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2429                                  * drop the list_lock without any processing.
2430                                  *
2431                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2432                                  * other processors updating the list of slabs.
2433                                  */
2434                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2435
2436                         }
2437                 }
2438                 inuse = new.inuse;
2439
2440         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2441                 prior, counters,
2442                 object, new.counters,
2443                 "__slab_free"));
2444
2445         if (likely(!n)) {
2446
2447                 /*
2448                  * If we just froze the page then put it onto the
2449                  * per cpu partial list.
2450                  */
2451                 if (new.frozen && !was_frozen)
2452                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2453
2454                 /*
2455                  * The list lock was not taken therefore no list
2456                  * activity can be necessary.
2457                  */
2458                 if (was_frozen)
2459                         stat(s, FREE_FROZEN);
2460                 return;
2461         }
2462
2463         /*
2464          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2465          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2466          */
2467         if (was_frozen)
2468                 stat(s, FREE_FROZEN);
2469         else {
2470                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2471                         goto slab_empty;
2472
2473                 /*
2474                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2475                  * then add it.
2476                  */
2477                 if (unlikely(!prior)) {
2478                         remove_full(s, page);
2479                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2480                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2481                 }
2482         }
2483         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2484         return;
2485
2486 slab_empty:
2487         if (prior) {
2488                 /*
2489                  * Slab on the partial list.
2490                  */
2491                 remove_partial(n, page);
2492                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2493         } else
2494                 /* Slab must be on the full list */
2495                 remove_full(s, page);
2496
2497         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2498         stat(s, FREE_SLAB);
2499         discard_slab(s, page);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2504  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2505  *
2506  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2507  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2508  * the item before.
2509  *
2510  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2511  * with all sorts of special processing.
2512  */
2513 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2514                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2515 {
2516         void **object = (void *)x;
2517         struct kmem_cache_cpu *c;
2518         unsigned long tid;
2519
2520         slab_free_hook(s, x);
2521
2522 redo:
2523         /*
2524          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2525          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2526          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2527          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2528          */
2529         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2530
2531         tid = c->tid;
2532         barrier();
2533
2534         if (likely(page == c->page)) {
2535                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2536
2537                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2538                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2539                                 c->freelist, tid,
2540                                 object, next_tid(tid)))) {
2541
2542                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2543                         goto redo;
2544                 }
2545                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2546         } else
2547                 __slab_free(s, page, x, addr);
2548
2549 }
2550
2551 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2552 {
2553         struct page *page;
2554
2555         page = virt_to_head_page(x);
2556
2557         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2558
2559         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2562
2563 /*
2564  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2565  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2566  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2567  * another.
2568  *
2569  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2570  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2571  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2572  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2573  * locking overhead.
2574  */
2575
2576 /*
2577  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2578  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2579  * and increases the number of allocations possible without having to
2580  * take the list_lock.
2581  */
2582 static int slub_min_order;
2583 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2584 static int slub_min_objects;
2585
2586 /*
2587  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2588  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2589  */
2590 static int slub_nomerge;
2591
2592 /*
2593  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2594  *
2595  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2596  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2597  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2598  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2599  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2600  * would be wasted.
2601  *
2602  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2603  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2604  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2605  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2606  *
2607  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2608  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2609  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2610  * of space in favor of a small page order.
2611  *
2612  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2613  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2614  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2615  * the smallest order which will fit the object.
2616  */
2617 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2618                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2619 {
2620         int order;
2621         int rem;
2622         int min_order = slub_min_order;
2623
2624         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2625                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2626
2627         for (order = max(min_order,
2628                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2629                         order <= max_order; order++) {
2630
2631                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2632
2633                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2634                         continue;
2635
2636                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2637
2638                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2639                         break;
2640
2641         }
2642
2643         return order;
2644 }
2645
2646 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2647 {
2648         int order;
2649         int min_objects;
2650         int fraction;
2651         int max_objects;
2652
2653         /*
2654          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2655          * works by first attempting to generate a layout with
2656          * the best configuration and backing off gradually.
2657          *
2658          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2659          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2660          */
2661         min_objects = slub_min_objects;
2662         if (!min_objects)
2663                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2664         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2665         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2666
2667         while (min_objects > 1) {
2668                 fraction = 16;
2669                 while (fraction >= 4) {
2670                         order = slab_order(size, min_objects,
2671                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2672                         if (order <= slub_max_order)
2673                                 return order;
2674                         fraction /= 2;
2675                 }
2676                 min_objects--;
2677         }
2678
2679         /*
2680          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2681          * lets see if we can place a single object there.
2682          */
2683         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2684         if (order <= slub_max_order)
2685                 return order;
2686
2687         /*
2688          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2689          */
2690         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2691         if (order < MAX_ORDER)
2692                 return order;
2693         return -ENOSYS;
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2698  */
2699 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2700                 unsigned long align, unsigned long size)
2701 {
2702         /*
2703          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2704          * suggestion if the object is sufficiently large.
2705          *
2706          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2707          * alignment though. If that is greater then use it.
2708          */
2709         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2710                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2711                 while (size <= ralign / 2)
2712                         ralign /= 2;
2713                 align = max(align, ralign);
2714         }
2715
2716         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2717                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2718
2719         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2720 }
2721
2722 static void
2723 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2724 {
2725         n->nr_partial = 0;
2726         spin_lock_init(&n->list_lock);
2727         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2728 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2729         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2730         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2731         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2732 #endif
2733 }
2734
2735 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2736 {
2737         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2738                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2739
2740         /*
2741          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2742          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2743          */
2744         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2745                                      2 * sizeof(void *));
2746
2747         if (!s->cpu_slab)
2748                 return 0;
2749
2750         init_kmem_cache_cpus(s);
2751
2752         return 1;
2753 }
2754
2755 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2756
2757 /*
2758  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2759  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2760  * possible.
2761  *
2762  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2763  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2764  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2765  */
2766 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2767 {
2768         struct page *page;
2769         struct kmem_cache_node *n;
2770
2771         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2772
2773         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2774
2775         BUG_ON(!page);
2776         if (page_to_nid(page) != node) {
2777                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2778                                 "node %d\n", node);
2779                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2780                                 "in order to be able to continue\n");
2781         }
2782
2783         n = page->freelist;
2784         BUG_ON(!n);
2785         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2786         page->inuse = 1;
2787         page->frozen = 0;
2788         kmem_cache_node->node[node] = n;
2789 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2790         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2791         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2792 #endif
2793         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2794         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2795
2796         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2797 }
2798
2799 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2800 {
2801         int node;
2802
2803         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2804                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2805
2806                 if (n)
2807                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2808
2809                 s->node[node] = NULL;
2810         }
2811 }
2812
2813 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2814 {
2815         int node;
2816
2817         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2818                 struct kmem_cache_node *n;
2819
2820                 if (slab_state == DOWN) {
2821                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2822                         continue;
2823                 }
2824                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2825                                                 GFP_KERNEL, node);
2826
2827                 if (!n) {
2828                         free_kmem_cache_nodes(s);
2829                         return 0;
2830                 }
2831
2832                 s->node[node] = n;
2833                 init_kmem_cache_node(n, s);
2834         }
2835         return 1;
2836 }
2837
2838 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2839 {
2840         if (min < MIN_PARTIAL)
2841                 min = MIN_PARTIAL;
2842         else if (min > MAX_PARTIAL)
2843                 min = MAX_PARTIAL;
2844         s->min_partial = min;
2845 }
2846
2847 /*
2848  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2849  * a slab object.
2850  */
2851 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2852 {
2853         unsigned long flags = s->flags;
2854         unsigned long size = s->objsize;
2855         unsigned long align = s->align;
2856         int order;
2857
2858         /*
2859          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2860          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2861          * the possible location of the free pointer.
2862          */
2863         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2864
2865 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2866         /*
2867          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2868          * the slab may touch the object after free or before allocation
2869          * then we should never poison the object itself.
2870          */
2871         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2872                         !s->ctor)
2873                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2874         else
2875                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2876
2877
2878         /*
2879          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2880          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2881          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2882          */
2883         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2884                 size += sizeof(void *);
2885 #endif
2886
2887         /*
2888          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2889          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2890          */
2891         s->inuse = size;
2892
2893         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2894                 s->ctor)) {
2895                 /*
2896                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2897                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2898                  * kmem_cache_free.
2899                  *
2900                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2901                  * destructor or are poisoning the objects.
2902                  */
2903                 s->offset = size;
2904                 size += sizeof(void *);
2905         }
2906
2907 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2908         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2909                 /*
2910                  * Need to store information about allocs and frees after
2911                  * the object.
2912                  */
2913                 size += 2 * sizeof(struct track);
2914
2915         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2916                 /*
2917                  * Add some empty padding so that we can catch
2918                  * overwrites from earlier objects rather than let
2919                  * tracking information or the free pointer be
2920                  * corrupted if a user writes before the start
2921                  * of the object.
2922                  */
2923                 size += sizeof(void *);
2924 #endif
2925
2926         /*
2927          * Determine the alignment based on various parameters that the
2928          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2929          * on bootup.
2930          */
2931         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2932         s->align = align;
2933
2934         /*
2935          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2936          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2937          * each object to conform to the alignment.
2938          */
2939         size = ALIGN(size, align);
2940         s->size = size;
2941         if (forced_order >= 0)
2942                 order = forced_order;
2943         else
2944                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2945
2946         if (order < 0)
2947                 return 0;
2948
2949         s->allocflags = 0;
2950         if (order)
2951                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2952
2953         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2954                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2955
2956         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2957                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2958
2959         /*
2960          * Determine the number of objects per slab
2961          */
2962         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2963         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2964         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2965                 s->max = s->oo;
2966
2967         return !!oo_objects(s->oo);
2968
2969 }
2970
2971 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2972                 const char *name, size_t size,
2973                 size_t align, unsigned long flags,
2974                 void (*ctor)(void *))
2975 {
2976         memset(s, 0, kmem_size);
2977         s->name = name;
2978         s->ctor = ctor;
2979         s->objsize = size;
2980         s->align = align;
2981         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2982         s->reserved = 0;
2983
2984         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2985                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2986
2987         if (!calculate_sizes(s, -1))
2988                 goto error;
2989         if (disable_higher_order_debug) {
2990                 /*
2991                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2992                  * order increased.
2993                  */
2994                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2995                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2996                         s->offset = 0;
2997                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2998                                 goto error;
2999                 }
3000         }
3001
3002 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
3003         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3004                 /* Enable fast mode */
3005                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3006 #endif
3007
3008         /*
3009          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3010          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3011          */
3012         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3013
3014         /*
3015          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3016          * per cpu partial lists of a processor.
3017          *
3018          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3019          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3020          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3021          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3022          *
3023          * This setting also determines
3024          *
3025          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3026          *    per node list when we reach the limit.
3027          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3028          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3029          *    to keep some capacity around for frees.
3030          */
3031         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3032                 s->cpu_partial = 2;
3033         else if (s->size >= 1024)
3034                 s->cpu_partial = 6;
3035         else if (s->size >= 256)
3036                 s->cpu_partial = 13;
3037         else
3038                 s->cpu_partial = 30;
3039
3040         s->refcount = 1;
3041 #ifdef CONFIG_NUMA
3042         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3043 #endif
3044         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3045                 goto error;
3046
3047         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3048                 return 1;
3049
3050         free_kmem_cache_nodes(s);
3051 error:
3052         if (flags & SLAB_PANIC)
3053                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3054                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3055                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3056                         s->offset, flags);
3057         return 0;
3058 }
3059
3060 /*
3061  * Determine the size of a slab object
3062  */
3063 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3064 {
3065         return s->objsize;
3066 }
3067 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3068
3069 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3070                                                         const char *text)
3071 {
3072 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3073         void *addr = page_address(page);
3074         void *p;
3075         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3076                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3077         if (!map)
3078                 return;
3079         slab_err(s, page, "%s", text);
3080         slab_lock(page);
3081
3082         get_map(s, page, map);
3083         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3084
3085                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3086                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3087                                                         p, p - addr);
3088                         print_tracking(s, p);
3089                 }
3090         }
3091         slab_unlock(page);
3092         kfree(map);
3093 #endif
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3098  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3099  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3100  */
3101 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3102 {
3103         struct page *page, *h;
3104
3105         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3106                 if (!page->inuse) {
3107                         remove_partial(n, page);
3108                         discard_slab(s, page);
3109                 } else {
3110                         list_slab_objects(s, page,
3111                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3112                 }
3113         }
3114 }
3115
3116 /*
3117  * Release all resources used by a slab cache.
3118  */
3119 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3120 {
3121         int node;
3122
3123         flush_all(s);
3124         free_percpu(s->cpu_slab);
3125         /* Attempt to free all objects */
3126         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3127                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3128
3129                 free_partial(s, n);
3130                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3131                         return 1;
3132         }
3133         free_kmem_cache_nodes(s);
3134         return 0;
3135 }
3136
3137 /*
3138  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3139  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3140  */
3141 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3142 {
3143         down_write(&slub_lock);
3144         s->refcount--;
3145         if (!s->refcount) {
3146                 list_del(&s->list);
3147                 up_write(&slub_lock);
3148                 if (kmem_cache_close(s)) {
3149                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3150                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3151                         dump_stack();
3152                 }
3153                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3154                         rcu_barrier();
3155                 sysfs_slab_remove(s);
3156         } else
3157                 up_write(&slub_lock);
3158 }
3159 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3160
3161 /********************************************************************
3162  *              Kmalloc subsystem
3163  *******************************************************************/
3164
3165 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3166 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3167
3168 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3169
3170 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3171 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3172 #endif
3173
3174 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3175 {
3176         get_option(&str, &slub_min_order);
3177
3178         return 1;
3179 }
3180
3181 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3182
3183 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3184 {
3185         get_option(&str, &slub_max_order);
3186         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3187
3188         return 1;
3189 }
3190
3191 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3192
3193 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3194 {
3195         get_option(&str, &slub_min_objects);
3196
3197         return 1;
3198 }
3199
3200 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3201
3202 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3203 {
3204         slub_nomerge = 1;
3205         return 1;
3206 }
3207
3208 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3209
3210 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3211                                                 int size, unsigned int flags)
3212 {
3213         struct kmem_cache *s;
3214
3215         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3216
3217         /*
3218          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3219          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3220          */
3221         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3222                                                                 flags, NULL))
3223                 goto panic;
3224
3225         list_add(&s->list, &slab_caches);
3226         return s;
3227
3228 panic:
3229         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3230         return NULL;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3235  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3236  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3237  * fls.
3238  */
3239 static s8 size_index[24] = {
3240         3,      /* 8 */
3241         4,      /* 16 */
3242         5,      /* 24 */
3243         5,      /* 32 */
3244         6,      /* 40 */
3245         6,      /* 48 */
3246         6,      /* 56 */
3247         6,      /* 64 */
3248         1,      /* 72 */
3249         1,      /* 80 */
3250         1,      /* 88 */
3251         1,      /* 96 */
3252         7,      /* 104 */
3253         7,      /* 112 */
3254         7,      /* 120 */
3255         7,      /* 128 */
3256         2,      /* 136 */
3257         2,      /* 144 */
3258         2,      /* 152 */
3259         2,      /* 160 */
3260         2,      /* 168 */
3261         2,      /* 176 */
3262         2,      /* 184 */
3263         2       /* 192 */
3264 };
3265
3266 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3267 {
3268         return (bytes - 1) / 8;
3269 }
3270
3271 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3272 {
3273         int index;
3274
3275         if (size <= 192) {
3276                 if (!size)
3277                         return ZERO_SIZE_PTR;
3278
3279                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3280         } else
3281                 index = fls(size - 1);
3282
3283 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3284         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3285                 return kmalloc_dma_caches[index];
3286
3287 #endif
3288         return kmalloc_caches[index];
3289 }
3290
3291 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3292 {
3293         struct kmem_cache *s;
3294         void *ret;
3295
3296         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3297                 return kmalloc_large(size, flags);
3298
3299         s = get_slab(size, flags);
3300
3301         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3302                 return s;
3303
3304         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3305
3306         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3307
3308         return ret;
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3311
3312 #ifdef CONFIG_NUMA
3313 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3314 {
3315         struct page *page;
3316         void *ptr = NULL;
3317
3318         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3319         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3320         if (page)
3321                 ptr = page_address(page);
3322
3323         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3324         return ptr;
3325 }
3326
3327 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3328 {
3329         struct kmem_cache *s;
3330         void *ret;
3331
3332         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3333                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3334
3335                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3336                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3337                                    flags, node);
3338
3339                 return ret;
3340         }
3341
3342         s = get_slab(size, flags);
3343
3344         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3345                 return s;
3346
3347         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3348
3349         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3350
3351         return ret;
3352 }
3353 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3354 #endif
3355
3356 size_t ksize(const void *object)
3357 {
3358         struct page *page;
3359
3360         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3361                 return 0;
3362
3363         page = virt_to_head_page(object);
3364
3365         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3366                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3367                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3368         }
3369
3370         return slab_ksize(page->slab);
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3373
3374 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3375 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3376 {
3377         struct page *page;
3378         void *object = (void *)x;
3379         unsigned long flags;
3380         bool rv;
3381
3382         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3383                 return false;
3384
3385         local_irq_save(flags);
3386
3387         page = virt_to_head_page(x);
3388         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3389                 /* maybe it was from stack? */
3390                 rv = true;
3391                 goto out_unlock;
3392         }
3393
3394         slab_lock(page);
3395         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3396                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3397                 rv = false;
3398         } else {
3399                 rv = true;
3400         }
3401         slab_unlock(page);
3402
3403 out_unlock:
3404         local_irq_restore(flags);
3405         return rv;
3406 }
3407 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3408 #endif
3409
3410 void kfree(const void *x)
3411 {
3412         struct page *page;
3413         void *object = (void *)x;
3414
3415         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3416
3417         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3418                 return;
3419
3420         page = virt_to_head_page(x);
3421         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3422                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3423                 kmemleak_free(x);
3424                 put_page(page);
3425                 return;
3426         }
3427         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3430
3431 /*
3432  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3433  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3434  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3435  * and thus they can be removed from the partial lists.
3436  *
3437  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3438  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3439  * are freed in them.
3440  */
3441 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3442 {
3443         int node;
3444         int i;
3445         struct kmem_cache_node *n;
3446         struct page *page;
3447         struct page *t;
3448         int objects = oo_objects(s->max);
3449         struct list_head *slabs_by_inuse =
3450                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3451         unsigned long flags;
3452
3453         if (!slabs_by_inuse)
3454                 return -ENOMEM;
3455
3456         flush_all(s);
3457         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3458                 n = get_node(s, node);
3459
3460                 if (!n->nr_partial)
3461                         continue;
3462
3463                 for (i = 0; i < objects; i++)
3464                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3465
3466                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3467
3468                 /*
3469                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3470                  *
3471                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3472                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3473                  */
3474                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3475                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3476                         if (!page->inuse)
3477                                 n->nr_partial--;
3478                 }
3479
3480                 /*
3481                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3482                  * first and the least used slabs at the end.
3483                  */
3484                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3485                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3486
3487                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3488
3489                 /* Release empty slabs */
3490                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3491                         discard_slab(s, page);
3492         }
3493
3494         kfree(slabs_by_inuse);
3495         return 0;
3496 }
3497 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3498
3499 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3500 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3501 {
3502         struct kmem_cache *s;
3503
3504         down_read(&slub_lock);
3505         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3506                 kmem_cache_shrink(s);
3507         up_read(&slub_lock);
3508
3509         return 0;
3510 }
3511
3512 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3513 {
3514         struct kmem_cache_node *n;
3515         struct kmem_cache *s;
3516         struct memory_notify *marg = arg;
3517         int offline_node;
3518
3519         offline_node = marg->status_change_nid;
3520
3521         /*
3522          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3523          * for it yet.
3524          */
3525         if (offline_node < 0)
3526                 return;
3527
3528         down_read(&slub_lock);
3529         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3530                 n = get_node(s, offline_node);
3531                 if (n) {
3532                         /*
3533                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3534                          * that is going down. We were unable to free them,
3535                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3536                          * callback. So, we must fail.
3537                          */
3538                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3539
3540                         s->node[offline_node] = NULL;
3541                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3542                 }
3543         }
3544         up_read(&slub_lock);
3545 }
3546
3547 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3548 {
3549         struct kmem_cache_node *n;
3550         struct kmem_cache *s;
3551         struct memory_notify *marg = arg;
3552         int nid = marg->status_change_nid;
3553         int ret = 0;
3554
3555         /*
3556          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3557          * already created. Nothing to do.
3558          */
3559         if (nid < 0)
3560                 return 0;
3561
3562         /*
3563          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3564          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3565          * online.
3566          */
3567         down_read(&slub_lock);
3568         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3569                 /*
3570                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3571                  *      since memory is not yet available from the node that
3572                  *      is brought up.
3573                  */
3574                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3575                 if (!n) {
3576                         ret = -ENOMEM;
3577                         goto out;
3578                 }
3579                 init_kmem_cache_node(n, s);
3580                 s->node[nid] = n;
3581         }
3582 out:
3583         up_read(&slub_lock);
3584         return ret;
3585 }
3586
3587 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3588                                 unsigned long action, void *arg)
3589 {
3590         int ret = 0;
3591
3592         switch (action) {
3593         case MEM_GOING_ONLINE:
3594                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3595                 break;
3596         case MEM_GOING_OFFLINE:
3597                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3598                 break;
3599         case MEM_OFFLINE:
3600         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3601                 slab_mem_offline_callback(arg);
3602                 break;
3603         case MEM_ONLINE:
3604         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3605                 break;
3606         }
3607         if (ret)
3608                 ret = notifier_from_errno(ret);
3609         else
3610                 ret = NOTIFY_OK;
3611         return ret;
3612 }
3613
3614 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3615
3616 /********************************************************************
3617  *                      Basic setup of slabs
3618  *******************************************************************/
3619
3620 /*
3621  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3622  * the page allocator
3623  */
3624
3625 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3626 {
3627         int node;
3628
3629         list_add(&s->list, &slab_caches);
3630         s->refcount = -1;
3631
3632         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3633                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3634                 struct page *p;
3635
3636                 if (n) {
3637                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3638                                 p->slab = s;
3639
3640 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3641                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3642                                 p->slab = s;
3643 #endif
3644                 }
3645         }
3646 }
3647
3648 void __init kmem_cache_init(void)
3649 {
3650         int i;
3651         int caches = 0;
3652         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3653         int order;
3654         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3655         unsigned long kmalloc_size;
3656
3657         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3658                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3659
3660         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3661         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3662         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3663         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3664
3665         /*
3666          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3667          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3668          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3669          */
3670         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3671
3672         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3673                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3674                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3675
3676         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3677
3678         /* Able to allocate the per node structures */
3679         slab_state = PARTIAL;
3680
3681         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3682         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3683                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3684         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3685         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3686
3687         /*
3688          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3689          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3690          * update any list pointers.
3691          */
3692         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3693
3694         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3695         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3696
3697         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3698
3699         caches++;
3700         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3701         caches++;
3702         /* Free temporary boot structure */
3703         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3704
3705         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3706
3707         /*
3708          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3709          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3710          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3711          *
3712          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3713          * handle the index determination for the smaller caches.
3714          *
3715          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3716          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3717          */
3718         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3719                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3720
3721         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3722                 int elem = size_index_elem(i);
3723                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3724                         break;
3725                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3726         }
3727
3728         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3729                 /*
3730                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3731                  * is 64 byte.
3732                  */
3733                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3734                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3735         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3736                 /*
3737                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3738                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3739                  * instead.
3740                  */
3741                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3742                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3743         }
3744
3745         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3746         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3747                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3748                 caches++;
3749         }
3750
3751         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3752                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3753                 caches++;
3754         }
3755
3756         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3757                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3758                 caches++;
3759         }
3760
3761         slab_state = UP;
3762
3763         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3764         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3765                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3766                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3767         }
3768
3769         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3770                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3771                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3772         }
3773
3774         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3775                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3776
3777                 BUG_ON(!s);
3778                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3779         }
3780
3781 #ifdef CONFIG_SMP
3782         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3783 #endif
3784
3785 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3786         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3787                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3788
3789                 if (s && s->size) {
3790                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3791                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3792
3793                         BUG_ON(!name);
3794                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3795                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3796                 }
3797         }
3798 #endif
3799         printk(KERN_INFO
3800                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3801                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3802                 caches, cache_line_size(),
3803                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3804                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3805 }
3806
3807 void __init kmem_cache_init_late(void)
3808 {
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Find a mergeable slab cache
3813  */
3814 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3815 {
3816         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3817                 return 1;
3818
3819         if (s->ctor)
3820                 return 1;
3821
3822         /*
3823          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3824          */
3825         if (s->refcount < 0)
3826                 return 1;
3827
3828         return 0;
3829 }
3830
3831 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3832                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3833                 void (*ctor)(void *))
3834 {
3835         struct kmem_cache *s;
3836
3837         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3838                 return NULL;
3839
3840         if (ctor)
3841                 return NULL;
3842
3843         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3844         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3845         size = ALIGN(size, align);
3846         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3847
3848         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3849                 if (slab_unmergeable(s))
3850                         continue;
3851
3852                 if (size > s->size)
3853                         continue;
3854
3855                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3856                                 continue;
3857                 /*
3858                  * Check if alignment is compatible.
3859                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3860                  */
3861                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3862                         continue;
3863
3864                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3865                         continue;
3866
3867                 return s;
3868         }
3869         return NULL;
3870 }
3871
3872 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3873                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3874 {
3875         struct kmem_cache *s;
3876         char *n;
3877
3878         if (WARN_ON(!name))
3879                 return NULL;
3880
3881         down_write(&slub_lock);
3882         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3883         if (s) {
3884                 s->refcount++;
3885                 /*
3886                  * Adjust the object sizes so that we clear
3887                  * the complete object on kzalloc.
3888                  */
3889                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3890                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3891
3892                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3893                         s->refcount--;
3894                         goto err;
3895                 }
3896                 up_write(&slub_lock);
3897                 return s;
3898         }
3899
3900         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3901         if (!n)
3902                 goto err;
3903
3904         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3905         if (s) {
3906                 if (kmem_cache_open(s, n,
3907                                 size, align, flags, ctor)) {
3908                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3909                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3910                                 list_del(&s->list);
3911                                 kfree(n);
3912                                 kfree(s);
3913                                 goto err;
3914                         }
3915                         up_write(&slub_lock);
3916                         return s;
3917                 }
3918                 kfree(n);
3919                 kfree(s);
3920         }
3921 err:
3922         up_write(&slub_lock);
3923
3924         if (flags & SLAB_PANIC)
3925                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3926         else
3927                 s = NULL;
3928         return s;
3929 }
3930 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3931
3932 #ifdef CONFIG_SMP
3933 /*
3934  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3935  * necessary.
3936  */
3937 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3938                 unsigned long action, void *hcpu)
3939 {
3940         long cpu = (long)hcpu;
3941         struct kmem_cache *s;
3942         unsigned long flags;
3943
3944         switch (action) {
3945         case CPU_UP_CANCELED:
3946         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3947         case CPU_DEAD:
3948         case CPU_DEAD_FROZEN:
3949                 down_read(&slub_lock);
3950                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3951                         local_irq_save(flags);
3952                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3953                         local_irq_restore(flags);
3954                 }
3955                 up_read(&slub_lock);
3956                 break;
3957         default:
3958                 break;
3959         }
3960         return NOTIFY_OK;
3961 }
3962
3963 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3964         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3965 };
3966
3967 #endif
3968
3969 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3970 {
3971         struct kmem_cache *s;
3972         void *ret;
3973
3974         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3975                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3976
3977         s = get_slab(size, gfpflags);
3978
3979         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3980                 return s;
3981
3982         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3983
3984         /* Honor the call site pointer we received. */
3985         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3986
3987         return ret;
3988 }
3989
3990 #ifdef CONFIG_NUMA
3991 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3992                                         int node, unsigned long caller)
3993 {
3994         struct kmem_cache *s;
3995         void *ret;
3996
3997         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3998                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3999
4000                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4001                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4002                                    gfpflags, node);
4003
4004                 return ret;
4005         }
4006
4007         s = get_slab(size, gfpflags);
4008
4009         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4010                 return s;
4011
4012         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4013
4014         /* Honor the call site pointer we received. */
4015         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4016
4017         return ret;
4018 }
4019 #endif
4020
4021 #ifdef CONFIG_SYSFS
4022 static int count_inuse(struct page *page)
4023 {
4024         return page->inuse;
4025 }
4026
4027 static int count_total(struct page *page)
4028 {
4029         return page->objects;
4030 }
4031 #endif
4032
4033 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4034 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4035                                                 unsigned long *map)
4036 {
4037         void *p;
4038         void *addr = page_address(page);
4039
4040         if (!check_slab(s, page) ||
4041                         !on_freelist(s, page, NULL))
4042                 return 0;
4043
4044         /* Now we know that a valid freelist exists */
4045         bitmap_zero(map, page->objects);
4046
4047         get_map(s, page, map);
4048         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4049                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4050                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4051                                 return 0;
4052         }
4053
4054         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4055                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4056                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4057                                 return 0;
4058         return 1;
4059 }
4060
4061 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4062                                                 unsigned long *map)
4063 {
4064         slab_lock(page);
4065         validate_slab(s, page, map);
4066         slab_unlock(page);
4067 }
4068
4069 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4070                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4071 {
4072         unsigned long count = 0;
4073         struct page *page;
4074         unsigned long flags;
4075
4076         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4077
4078         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4079                 validate_slab_slab(s, page, map);
4080                 count++;
4081         }
4082         if (count != n->nr_partial)
4083                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4084                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4085
4086         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4087                 goto out;
4088
4089         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4090                 validate_slab_slab(s, page, map);
4091                 count++;
4092         }
4093         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4094                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4095                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4096                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4097
4098 out:
4099         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4100         return count;
4101 }
4102
4103 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4104 {
4105         int node;
4106         unsigned long count = 0;
4107         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4108                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4109
4110         if (!map)
4111                 return -ENOMEM;
4112
4113         flush_all(s);
4114         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4115                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4116
4117                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4118         }
4119         kfree(map);
4120         return count;
4121 }
4122 /*
4123  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4124  * and freed.
4125  */
4126
4127 struct location {
4128         unsigned long count;
4129         unsigned long addr;
4130         long long sum_time;
4131         long min_time;
4132         long max_time;
4133         long min_pid;
4134         long max_pid;
4135         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4136         nodemask_t nodes;
4137 };
4138
4139 struct loc_track {
4140         unsigned long max;
4141         unsigned long count;
4142         struct location *loc;
4143 };
4144
4145 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4146 {
4147         if (t->max)
4148                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4149                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4150 }
4151
4152 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4153 {
4154         struct location *l;
4155         int order;
4156
4157         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4158
4159         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4160         if (!l)
4161                 return 0;
4162
4163         if (t->count) {
4164                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4165                 free_loc_track(t);
4166         }
4167         t->max = max;
4168         t->loc = l;
4169         return 1;
4170 }
4171
4172 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4173                                 const struct track *track)
4174 {
4175         long start, end, pos;
4176         struct location *l;
4177         unsigned long caddr;
4178         unsigned long age = jiffies - track->when;
4179
4180         start = -1;
4181         end = t->count;
4182
4183         for ( ; ; ) {
4184                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4185
4186                 /*
4187                  * There is nothing at "end". If we end up there
4188                  * we need to add something to before end.
4189                  */
4190                 if (pos == end)
4191                         break;
4192
4193                 caddr = t->loc[pos].addr;
4194                 if (track->addr == caddr) {
4195
4196                         l = &t->loc[pos];
4197                         l->count++;
4198                         if (track->when) {
4199                                 l->sum_time += age;
4200                                 if (age < l->min_time)
4201                                         l->min_time = age;
4202                                 if (age > l->max_time)
4203                                         l->max_time = age;
4204
4205                                 if (track->pid < l->min_pid)
4206                                         l->min_pid = track->pid;
4207                                 if (track->pid > l->max_pid)
4208                                         l->max_pid = track->pid;
4209
4210                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4211                                                 to_cpumask(l->cpus));
4212                         }
4213                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4214                         return 1;
4215                 }
4216
4217                 if (track->addr < caddr)
4218                         end = pos;
4219                 else
4220                         start = pos;
4221         }
4222
4223         /*
4224          * Not found. Insert new tracking element.
4225          */
4226         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4227                 return 0;
4228
4229         l = t->loc + pos;
4230         if (pos < t->count)
4231                 memmove(l + 1, l,
4232                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4233         t->count++;
4234         l->count = 1;
4235         l->addr = track->addr;
4236         l->sum_time = age;
4237         l->min_time = age;
4238         l->max_time = age;
4239         l->min_pid = track->pid;
4240         l->max_pid = track->pid;
4241         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4242         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4243         nodes_clear(l->nodes);
4244         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4245         return 1;
4246 }
4247
4248 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4249                 struct page *page, enum track_item alloc,
4250                 unsigned long *map)
4251 {
4252         void *addr = page_address(page);
4253         void *p;
4254
4255         bitmap_zero(map, page->objects);
4256         get_map(s, page, map);
4257
4258         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4259                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4260                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4261 }
4262
4263 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4264                                         enum track_item alloc)
4265 {
4266         int len = 0;
4267         unsigned long i;
4268         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4269         int node;
4270         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4271                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4272
4273         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4274                                      GFP_TEMPORARY)) {
4275                 kfree(map);
4276                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4277         }
4278         /* Push back cpu slabs */
4279         flush_all(s);
4280
4281         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4282                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4283                 unsigned long flags;
4284                 struct page *page;
4285
4286                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4287                         continue;
4288
4289                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4290                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4291                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4292                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4293                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4294                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4295         }
4296
4297         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4298                 struct location *l = &t.loc[i];
4299
4300                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4301                         break;
4302                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4303
4304                 if (l->addr)
4305                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4306                 else
4307                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4308
4309                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4310                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4311                                 l->min_time,
4312                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4313                                 l->max_time);
4314                 } else
4315                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4316                                 l->min_time);
4317
4318                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4319                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4320                                 l->min_pid, l->max_pid);
4321                 else
4322                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4323                                 l->min_pid);
4324
4325                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4326                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4327                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4328                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4329                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4330                                                  to_cpumask(l->cpus));
4331                 }
4332
4333                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4334                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4335                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4336                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4337                                         l->nodes);
4338                 }
4339
4340                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4341         }
4342
4343         free_loc_track(&t);
4344         kfree(map);
4345         if (!t.count)
4346                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4347         return len;
4348 }
4349 #endif
4350
4351 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4352 static void resiliency_test(void)
4353 {
4354         u8 *p;
4355
4356         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4357
4358         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4359         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4360         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4361
4362         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4363         p[16] = 0x12;
4364         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4365                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4366
4367         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4368
4369         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4370         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4371         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4372         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4373                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4374         printk(KERN_ERR
4375                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4376
4377         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4378         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4379         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4380         *p = 0x56;
4381         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4382                                                                         p);
4383         printk(KERN_ERR
4384                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4385         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4386
4387         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4388         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4389         kfree(p);
4390         *p = 0x78;
4391         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4392         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4393
4394         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4395         kfree(p);
4396         p[50] = 0x9a;
4397         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4398                         p);
4399         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4400
4401         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4402         kfree(p);
4403         p[512] = 0xab;
4404         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4405         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4406 }
4407 #else
4408 #ifdef CONFIG_SYSFS
4409 static void resiliency_test(void) {};
4410 #endif
4411 #endif
4412
4413 #ifdef CONFIG_SYSFS
4414 enum slab_stat_type {
4415         SL_ALL,                 /* All slabs */
4416         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4417         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4418         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4419         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4420 };
4421
4422 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4423 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4424 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4425 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4426 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4427
4428 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4429                             char *buf, unsigned long flags)
4430 {
4431         unsigned long total = 0;
4432         int node;
4433         int x;
4434         unsigned long *nodes;
4435         unsigned long *per_cpu;
4436
4437         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4438         if (!nodes)
4439                 return -ENOMEM;
4440         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4441
4442         if (flags & SO_CPU) {
4443                 int cpu;
4444
4445                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4446                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4447                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4448                         struct page *page;
4449
4450                         if (node < 0)
4451                                 continue;
4452                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4453                         if (page) {
4454                                 if (flags & SO_TOTAL)
4455                                         x = page->objects;
4456                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4457                                         x = page->inuse;
4458                                 else
4459                                         x = 1;
4460
4461                                 total += x;
4462                                 nodes[node] += x;
4463                         }
4464                         page = c->partial;
4465
4466                         if (page) {
4467                                 x = page->pobjects;
4468                                 total += x;
4469                                 nodes[node] += x;
4470                         }
4471                         per_cpu[node]++;
4472                 }
4473         }
4474
4475         lock_memory_hotplug();
4476 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4477         if (flags & SO_ALL) {
4478                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4479                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4480
4481                 if (flags & SO_TOTAL)
4482                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4483                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4484                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4485                                 count_partial(n, count_free);
4486
4487                         else
4488                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4489                         total += x;
4490                         nodes[node] += x;
4491                 }
4492
4493         } else
4494 #endif
4495         if (flags & SO_PARTIAL) {
4496                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4497                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4498
4499                         if (flags & SO_TOTAL)
4500                                 x = count_partial(n, count_total);
4501                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4502                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4503                         else
4504                                 x = n->nr_partial;
4505                         total += x;
4506                         nodes[node] += x;
4507                 }
4508         }
4509         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4510 #ifdef CONFIG_NUMA
4511         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4512                 if (nodes[node])
4513                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4514                                         node, nodes[node]);
4515 #endif
4516         unlock_memory_hotplug();
4517         kfree(nodes);
4518         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4519 }
4520
4521 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4522 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4523 {
4524         int node;
4525
4526         for_each_online_node(node) {
4527                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4528
4529                 if (!n)
4530                         continue;
4531
4532                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4533                         return 1;
4534         }
4535         return 0;
4536 }
4537 #endif
4538
4539 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4540 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4541
4542 struct slab_attribute {
4543         struct attribute attr;
4544         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4545         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4546 };
4547
4548 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4549         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4550         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4551
4552 #define SLAB_ATTR(_name) \
4553         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4554         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4555
4556 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4557 {
4558         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4559 }
4560 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4561
4562 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4563 {
4564         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4565 }
4566 SLAB_ATTR_RO(align);
4567
4568 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4569 {
4570         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4571 }
4572 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4573
4574 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4575 {
4576         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4577 }
4578 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4579
4580 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4581                                 const char *buf, size_t length)
4582 {
4583         unsigned long order;
4584         int err;
4585
4586         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4587         if (err)
4588                 return err;
4589
4590         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4591                 return -EINVAL;
4592
4593         calculate_sizes(s, order);
4594         return length;
4595 }
4596
4597 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4598 {
4599         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4600 }
4601 SLAB_ATTR(order);
4602
4603 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4604 {
4605         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4606 }
4607
4608 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4609                                  size_t length)
4610 {
4611         unsigned long min;
4612         int err;
4613
4614         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4615         if (err)
4616                 return err;
4617
4618         set_min_partial(s, min);
4619         return length;
4620 }
4621 SLAB_ATTR(min_partial);
4622
4623 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4626 }
4627
4628 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4629                                  size_t length)
4630 {
4631         unsigned long objects;
4632         int err;
4633
4634         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4635         if (err)
4636                 return err;
4637
4638         s->cpu_partial = objects;
4639         flush_all(s);
4640         return length;
4641 }
4642 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4643
4644 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4645 {
4646         if (!s->ctor)
4647                 return 0;
4648         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4649 }
4650 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4651
4652 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4653 {
4654         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4655 }
4656 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4657
4658 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4659 {
4660         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4661 }
4662 SLAB_ATTR_RO(partial);
4663
4664 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4665 {
4666         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4667 }
4668 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4669
4670 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4671 {
4672         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4673 }
4674 SLAB_ATTR_RO(objects);
4675
4676 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4677 {
4678         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4679 }
4680 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4681
4682 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4683 {
4684         int objects = 0;
4685         int pages = 0;
4686         int cpu;
4687         int len;
4688
4689         for_each_online_cpu(cpu) {
4690                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4691
4692                 if (page) {
4693                         pages += page->pages;
4694                         objects += page->pobjects;
4695                 }
4696         }
4697
4698         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4699
4700 #ifdef CONFIG_SMP
4701         for_each_online_cpu(cpu) {
4702                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4703
4704                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4705                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4706                                 page->pobjects, page->pages);
4707         }
4708 #endif
4709         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4710 }
4711 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4712
4713 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4714 {
4715         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4716 }
4717
4718 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4719                                 const char *buf, size_t length)
4720 {
4721         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4722         if (buf[0] == '1')
4723                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4724         return length;
4725 }
4726 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4727
4728 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4731 }
4732 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4733
4734 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4735 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4736 {
4737         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4738 }
4739 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4740 #endif
4741
4742 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4747
4748 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4749 {
4750         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4751 }
4752 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4753
4754 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4755 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4756 {
4757         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4758 }
4759 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4760
4761 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4764 }
4765 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4766
4767 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4768 {
4769         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4770 }
4771
4772 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4773                                 const char *buf, size_t length)
4774 {
4775         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4776         if (buf[0] == '1') {
4777                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4778                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4779         }
4780         return length;
4781 }
4782 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4783
4784 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4785 {
4786         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4787 }
4788
4789 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4790                                                         size_t length)
4791 {
4792         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4793         if (buf[0] == '1') {
4794                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4795                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4796         }
4797         return length;
4798 }
4799 SLAB_ATTR(trace);
4800
4801 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4802 {
4803         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4804 }
4805
4806 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4807                                 const char *buf, size_t length)
4808 {
4809         if (any_slab_objects(s))
4810                 return -EBUSY;
4811
4812         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4813         if (buf[0] == '1') {
4814                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4815                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4816         }
4817         calculate_sizes(s, -1);
4818         return length;
4819 }
4820 SLAB_ATTR(red_zone);
4821
4822 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4823 {
4824         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4825 }
4826
4827 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4828                                 const char *buf, size_t length)
4829 {
4830         if (any_slab_objects(s))
4831                 return -EBUSY;
4832
4833         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4834         if (buf[0] == '1') {
4835                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4836                 s->flags |= SLAB_POISON;
4837         }
4838         calculate_sizes(s, -1);
4839         return length;
4840 }
4841 SLAB_ATTR(poison);
4842
4843 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4844 {
4845         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4846 }
4847
4848 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4849                                 const char *buf, size_t length)
4850 {
4851         if (any_slab_objects(s))
4852                 return -EBUSY;
4853
4854         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4855         if (buf[0] == '1') {
4856                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4857                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4858         }
4859         calculate_sizes(s, -1);
4860         return length;
4861 }
4862 SLAB_ATTR(store_user);
4863
4864 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4865 {
4866         return 0;
4867 }
4868
4869 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4870                         const char *buf, size_t length)
4871 {
4872         int ret = -EINVAL;
4873
4874         if (buf[0] == '1') {
4875                 ret = validate_slab_cache(s);
4876                 if (ret >= 0)
4877                         ret = length;
4878         }
4879         return ret;
4880 }
4881 SLAB_ATTR(validate);
4882
4883 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4884 {
4885         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4886                 return -ENOSYS;
4887         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4888 }
4889 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4890
4891 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4892 {
4893         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4894                 return -ENOSYS;
4895         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4896 }
4897 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4898 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4899
4900 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4901 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4902 {
4903         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4904 }
4905
4906 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4907                                                         size_t length)
4908 {
4909         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4910         if (buf[0] == '1')
4911                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4912         return length;
4913 }
4914 SLAB_ATTR(failslab);
4915 #endif
4916
4917 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4918 {
4919         return 0;
4920 }
4921
4922 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4923                         const char *buf, size_t length)
4924 {
4925         if (buf[0] == '1') {
4926                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4927
4928                 if (rc)
4929                         return rc;
4930         } else
4931                 return -EINVAL;
4932         return length;
4933 }
4934 SLAB_ATTR(shrink);
4935
4936 #ifdef CONFIG_NUMA
4937 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4938 {
4939         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4940 }
4941
4942 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4943                                 const char *buf, size_t length)
4944 {
4945         unsigned long ratio;
4946         int err;
4947
4948         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4949         if (err)
4950                 return err;
4951
4952         if (ratio <= 100)
4953                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4954
4955         return length;
4956 }
4957 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4958 #endif
4959
4960 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4961 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4962 {
4963         unsigned long sum  = 0;
4964         int cpu;
4965         int len;
4966         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4967
4968         if (!data)
4969                 return -ENOMEM;
4970
4971         for_each_online_cpu(cpu) {
4972                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4973
4974                 data[cpu] = x;
4975                 sum += x;
4976         }
4977
4978         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4979
4980 #ifdef CONFIG_SMP
4981         for_each_online_cpu(cpu) {
4982                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4983                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4984         }
4985 #endif
4986         kfree(data);
4987         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4988 }
4989
4990 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4991 {
4992         int cpu;
4993
4994         for_each_online_cpu(cpu)
4995                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4996 }
4997
4998 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4999 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5000 {                                                               \
5001         return show_stat(s, buf, si);                           \
5002 }                                                               \
5003 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5004                                 const char *buf, size_t length) \
5005 {                                                               \
5006         if (buf[0] != '0')                                      \
5007                 return -EINVAL;                                 \
5008         clear_stat(s, si);                                      \
5009         return length;                                          \
5010 }                                                               \
5011 SLAB_ATTR(text);                                                \
5012
5013 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5014 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5015 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5016 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5017 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5018 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5019 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5020 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5021 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5022 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5023 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5024 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5025 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5026 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5027 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5028 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5029 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5030 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5031 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5032 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5033 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5034 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5035 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5036 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5037 #endif
5038
5039 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5040         &slab_size_attr.attr,
5041         &object_size_attr.attr,
5042         &objs_per_slab_attr.attr,
5043         &order_attr.attr,
5044         &min_partial_attr.attr,
5045         &cpu_partial_attr.attr,
5046         &objects_attr.attr,
5047         &objects_partial_attr.attr,
5048         &partial_attr.attr,
5049         &cpu_slabs_attr.attr,
5050         &ctor_attr.attr,
5051         &aliases_attr.attr,
5052         &align_attr.attr,
5053         &hwcache_align_attr.attr,
5054         &reclaim_account_attr.attr,
5055         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5056         &shrink_attr.attr,
5057         &reserved_attr.attr,
5058         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5059 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5060         &total_objects_attr.attr,
5061         &slabs_attr.attr,
5062         &sanity_checks_attr.attr,
5063         &trace_attr.attr,
5064         &red_zone_attr.attr,
5065         &poison_attr.attr,
5066         &store_user_attr.attr,
5067         &validate_attr.attr,
5068         &alloc_calls_attr.attr,
5069         &free_calls_attr.attr,
5070 #endif
5071 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5072         &cache_dma_attr.attr,
5073 #endif
5074 #ifdef CONFIG_NUMA
5075         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5076 #endif
5077 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5078         &alloc_fastpath_attr.attr,
5079         &alloc_slowpath_attr.attr,
5080         &free_fastpath_attr.attr,
5081         &free_slowpath_attr.attr,
5082         &free_frozen_attr.attr,
5083         &free_add_partial_attr.attr,
5084         &free_remove_partial_attr.attr,
5085         &alloc_from_partial_attr.attr,
5086         &alloc_slab_attr.attr,
5087         &alloc_refill_attr.attr,
5088         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5089         &free_slab_attr.attr,
5090         &cpuslab_flush_attr.attr,
5091         &deactivate_full_attr.attr,
5092         &deactivate_empty_attr.attr,
5093         &deactivate_to_head_attr.attr,
5094         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5095         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5096         &deactivate_bypass_attr.attr,
5097         &order_fallback_attr.attr,
5098         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5099         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5100         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5101         &cpu_partial_free_attr.attr,
5102 #endif
5103 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5104         &failslab_attr.attr,
5105 #endif
5106
5107         NULL
5108 };
5109
5110 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5111         .attrs = slab_attrs,
5112 };
5113
5114 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5115                                 struct attribute *attr,
5116                                 char *buf)
5117 {
5118         struct slab_attribute *attribute;
5119         struct kmem_cache *s;
5120         int err;
5121
5122         attribute = to_slab_attr(attr);
5123         s = to_slab(kobj);
5124
5125         if (!attribute->show)
5126                 return -EIO;
5127
5128         err = attribute->show(s, buf);
5129
5130         return err;
5131 }
5132
5133 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5134                                 struct attribute *attr,
5135                                 const char *buf, size_t len)
5136 {
5137         struct slab_attribute *attribute;
5138         struct kmem_cache *s;
5139         int err;
5140
5141         attribute = to_slab_attr(attr);
5142         s = to_slab(kobj);
5143
5144         if (!attribute->store)
5145                 return -EIO;
5146
5147         err = attribute->store(s, buf, len);
5148
5149         return err;
5150 }
5151
5152 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5153 {
5154         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5155
5156         kfree(s->name);
5157         kfree(s);
5158 }
5159
5160 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5161         .show = slab_attr_show,
5162         .store = slab_attr_store,
5163 };
5164
5165 static struct kobj_type slab_ktype = {
5166         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5167         .release = kmem_cache_release
5168 };
5169
5170 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5171 {
5172         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5173
5174         if (ktype == &slab_ktype)
5175                 return 1;
5176         return 0;
5177 }
5178
5179 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5180         .filter = uevent_filter,
5181 };
5182
5183 static struct kset *slab_kset;
5184
5185 #define ID_STR_LENGTH 64
5186
5187 /* Create a unique string id for a slab cache:
5188  *
5189  * Format       :[flags-]size
5190  */
5191 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5192 {
5193         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5194         char *p = name;
5195
5196         BUG_ON(!name);
5197
5198         *p++ = ':';
5199         /*
5200          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5201          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5202          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5203          * are matched during merging to guarantee that the id is
5204          * unique.
5205          */
5206         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5207                 *p++ = 'd';
5208         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5209                 *p++ = 'a';
5210         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5211                 *p++ = 'F';
5212         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5213                 *p++ = 't';
5214         if (p != name + 1)
5215                 *p++ = '-';
5216         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5217         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5218         return name;
5219 }
5220
5221 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5222 {
5223         int err;
5224         const char *name;
5225         int unmergeable;
5226
5227         if (slab_state < SYSFS)
5228                 /* Defer until later */
5229                 return 0;
5230
5231         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5232         if (unmergeable) {
5233                 /*
5234                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5235                  * This is typically the case for debug situations. In that
5236                  * case we can catch duplicate names easily.
5237                  */
5238                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5239                 name = s->name;
5240         } else {
5241                 /*
5242                  * Create a unique name for the slab as a target
5243                  * for the symlinks.
5244                  */
5245                 name = create_unique_id(s);
5246         }
5247
5248         s->kobj.kset = slab_kset;
5249         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5250         if (err) {
5251                 kobject_put(&s->kobj);
5252                 return err;
5253         }
5254
5255         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5256         if (err) {
5257                 kobject_del(&s->kobj);
5258                 kobject_put(&s->kobj);
5259                 return err;
5260         }
5261         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5262         if (!unmergeable) {
5263                 /* Setup first alias */
5264                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5265                 kfree(name);
5266         }
5267         return 0;
5268 }
5269
5270 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5271 {
5272         if (slab_state < SYSFS)
5273                 /*
5274                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5275                  * cache from sysfs.
5276                  */
5277                 return;
5278
5279         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5280         kobject_del(&s->kobj);
5281         kobject_put(&s->kobj);
5282 }
5283
5284 /*
5285  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5286  * available lest we lose that information.
5287  */
5288 struct saved_alias {
5289         struct kmem_cache *s;
5290         const char *name;
5291         struct saved_alias *next;
5292 };
5293
5294 static struct saved_alias *alias_list;
5295
5296 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5297 {
5298         struct saved_alias *al;
5299
5300         if (slab_state == SYSFS) {
5301                 /*
5302                  * If we have a leftover link then remove it.
5303                  */
5304                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5305                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5306         }
5307
5308         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5309         if (!al)
5310                 return -ENOMEM;
5311
5312         al->s = s;
5313         al->name = name;
5314         al->next = alias_list;
5315         alias_list = al;
5316         return 0;
5317 }
5318
5319 static int __init slab_sysfs_init(void)
5320 {
5321         struct kmem_cache *s;
5322         int err;
5323
5324         down_write(&slub_lock);
5325
5326         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5327         if (!slab_kset) {
5328                 up_write(&slub_lock);
5329                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5330                 return -ENOSYS;
5331         }
5332
5333         slab_state = SYSFS;
5334
5335         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5336                 err = sysfs_slab_add(s);
5337                 if (err)
5338                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5339                                                 " to sysfs\n", s->name);
5340         }
5341
5342         while (alias_list) {
5343                 struct saved_alias *al = alias_list;
5344
5345                 alias_list = alias_list->next;
5346                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5347                 if (err)
5348                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5349                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5350                 kfree(al);
5351         }
5352
5353         up_write(&slub_lock);
5354         resiliency_test();
5355         return 0;
5356 }
5357
5358 __initcall(slab_sysfs_init);
5359 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5360
5361 /*
5362  * The /proc/slabinfo ABI
5363  */
5364 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5365 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5366 {
5367         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5368         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5369                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5370         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5371         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5372         seq_putc(m, '\n');
5373 }
5374
5375 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5376 {
5377         loff_t n = *pos;
5378
5379         down_read(&slub_lock);
5380         if (!n)
5381                 print_slabinfo_header(m);
5382
5383         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5384 }
5385
5386 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5387 {
5388         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5389 }
5390
5391 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5392 {
5393         up_read(&slub_lock);
5394 }
5395
5396 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5397 {
5398         unsigned long nr_partials = 0;
5399         unsigned long nr_slabs = 0;
5400         unsigned long nr_inuse = 0;
5401         unsigned long nr_objs = 0;
5402         unsigned long nr_free = 0;
5403         struct kmem_cache *s;
5404         int node;
5405
5406         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5407
5408         for_each_online_node(node) {
5409                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5410
5411                 if (!n)
5412                         continue;
5413
5414                 nr_partials += n->nr_partial;
5415                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5416                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5417                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5418         }
5419
5420         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5421
5422         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5423                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5424                    (1 << oo_order(s->oo)));
5425         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5426         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5427                    0UL);
5428         seq_putc(m, '\n');
5429         return 0;
5430 }
5431
5432 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5433         .start = s_start,
5434         .next = s_next,
5435         .stop = s_stop,
5436         .show = s_show,
5437 };
5438
5439 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5440 {
5441         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5442 }
5443
5444 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5445         .open           = slabinfo_open,
5446         .read           = seq_read,
5447         .llseek         = seq_lseek,
5448         .release        = seq_release,
5449 };
5450
5451 static int __init slab_proc_init(void)
5452 {
5453         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5454         return 0;
5455 }
5456 module_init(slab_proc_init);
5457 #endif /* CONFIG_SLABINFO */