cpuset: mm: reduce large amounts of memory barrier related damage v3
[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 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
370     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
371         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
372                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
373                         freelist_old, counters_old,
374                         freelist_new, counters_new))
375                 return 1;
376         } else
377 #endif
378         {
379                 slab_lock(page);
380                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
381                         page->freelist = freelist_new;
382                         page->counters = counters_new;
383                         slab_unlock(page);
384                         return 1;
385                 }
386                 slab_unlock(page);
387         }
388
389         cpu_relax();
390         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
391
392 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
393         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
394 #endif
395
396         return 0;
397 }
398
399 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
400                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
401                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
402                 const char *n)
403 {
404 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
405     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
406         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
407                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
408                         freelist_old, counters_old,
409                         freelist_new, counters_new))
410                 return 1;
411         } else
412 #endif
413         {
414                 unsigned long flags;
415
416                 local_irq_save(flags);
417                 slab_lock(page);
418                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
419                         page->freelist = freelist_new;
420                         page->counters = counters_new;
421                         slab_unlock(page);
422                         local_irq_restore(flags);
423                         return 1;
424                 }
425                 slab_unlock(page);
426                 local_irq_restore(flags);
427         }
428
429         cpu_relax();
430         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
431
432 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
433         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
434 #endif
435
436         return 0;
437 }
438
439 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
440 /*
441  * Determine a map of object in use on a page.
442  *
443  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
444  * not vanish from under us.
445  */
446 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
447 {
448         void *p;
449         void *addr = page_address(page);
450
451         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
452                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
453 }
454
455 /*
456  * Debug settings:
457  */
458 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
459 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
460 #else
461 static int slub_debug;
462 #endif
463
464 static char *slub_debug_slabs;
465 static int disable_higher_order_debug;
466
467 /*
468  * Object debugging
469  */
470 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
471 {
472         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
473                         length, 1);
474 }
475
476 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
477         enum track_item alloc)
478 {
479         struct track *p;
480
481         if (s->offset)
482                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
483         else
484                 p = object + s->inuse;
485
486         return p + alloc;
487 }
488
489 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
490                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
491 {
492         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
493
494         if (addr) {
495 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
496                 struct stack_trace trace;
497                 int i;
498
499                 trace.nr_entries = 0;
500                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
501                 trace.entries = p->addrs;
502                 trace.skip = 3;
503                 save_stack_trace(&trace);
504
505                 /* See rant in lockdep.c */
506                 if (trace.nr_entries != 0 &&
507                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
508                         trace.nr_entries--;
509
510                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
511                         p->addrs[i] = 0;
512 #endif
513                 p->addr = addr;
514                 p->cpu = smp_processor_id();
515                 p->pid = current->pid;
516                 p->when = jiffies;
517         } else
518                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
519 }
520
521 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
522 {
523         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
524                 return;
525
526         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
527         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
528 }
529
530 static void print_track(const char *s, struct track *t)
531 {
532         if (!t->addr)
533                 return;
534
535         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
536                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
537 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
538         {
539                 int i;
540                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
541                         if (t->addrs[i])
542                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
543                         else
544                                 break;
545         }
546 #endif
547 }
548
549 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
550 {
551         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
552                 return;
553
554         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
555         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
556 }
557
558 static void print_page_info(struct page *page)
559 {
560         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
561                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
562
563 }
564
565 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
566 {
567         va_list args;
568         char buf[100];
569
570         va_start(args, fmt);
571         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
572         va_end(args);
573         printk(KERN_ERR "========================================"
574                         "=====================================\n");
575         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
576         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
577                         "-------------------------------------\n\n");
578 }
579
580 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
581 {
582         va_list args;
583         char buf[100];
584
585         va_start(args, fmt);
586         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
587         va_end(args);
588         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
589 }
590
591 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
592 {
593         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
594         u8 *addr = page_address(page);
595
596         print_tracking(s, p);
597
598         print_page_info(page);
599
600         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
601                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
602
603         if (p > addr + 16)
604                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
605
606         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
607                                 PAGE_SIZE));
608         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
609                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
610                         s->inuse - s->objsize);
611
612         if (s->offset)
613                 off = s->offset + sizeof(void *);
614         else
615                 off = s->inuse;
616
617         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
618                 off += 2 * sizeof(struct track);
619
620         if (off != s->size)
621                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
622                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
623
624         dump_stack();
625 }
626
627 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
628                         u8 *object, char *reason)
629 {
630         slab_bug(s, "%s", reason);
631         print_trailer(s, page, object);
632 }
633
634 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
635 {
636         va_list args;
637         char buf[100];
638
639         va_start(args, fmt);
640         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
641         va_end(args);
642         slab_bug(s, "%s", buf);
643         print_page_info(page);
644         dump_stack();
645 }
646
647 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
648 {
649         u8 *p = object;
650
651         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
652                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
653                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
654         }
655
656         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
657                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
658 }
659
660 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
661                                                 void *from, void *to)
662 {
663         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
664         memset(from, data, to - from);
665 }
666
667 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
668                         u8 *object, char *what,
669                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
670 {
671         u8 *fault;
672         u8 *end;
673
674         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
675         if (!fault)
676                 return 1;
677
678         end = start + bytes;
679         while (end > fault && end[-1] == value)
680                 end--;
681
682         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
683         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
684                                         fault, end - 1, fault[0], value);
685         print_trailer(s, page, object);
686
687         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
688         return 0;
689 }
690
691 /*
692  * Object layout:
693  *
694  * object address
695  *      Bytes of the object to be managed.
696  *      If the freepointer may overlay the object then the free
697  *      pointer is the first word of the object.
698  *
699  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
700  *      0xa5 (POISON_END)
701  *
702  * object + s->objsize
703  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
704  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
705  *      objsize == inuse.
706  *
707  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
708  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
709  *
710  * object + s->inuse
711  *      Meta data starts here.
712  *
713  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
714  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
715  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
716  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
717  *              before the word boundary.
718  *
719  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
720  *
721  * object + s->size
722  *      Nothing is used beyond s->size.
723  *
724  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
725  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
726  * may be used with merged slabcaches.
727  */
728
729 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
730 {
731         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
732
733         if (s->offset)
734                 /* Freepointer is placed after the object. */
735                 off += sizeof(void *);
736
737         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
738                 /* We also have user information there */
739                 off += 2 * sizeof(struct track);
740
741         if (s->size == off)
742                 return 1;
743
744         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
745                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
746 }
747
748 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
749 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
750 {
751         u8 *start;
752         u8 *fault;
753         u8 *end;
754         int length;
755         int remainder;
756
757         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
758                 return 1;
759
760         start = page_address(page);
761         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
762         end = start + length;
763         remainder = length % s->size;
764         if (!remainder)
765                 return 1;
766
767         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
768         if (!fault)
769                 return 1;
770         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
771                 end--;
772
773         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
774         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
775
776         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
777         return 0;
778 }
779
780 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
781                                         void *object, u8 val)
782 {
783         u8 *p = object;
784         u8 *endobject = object + s->objsize;
785
786         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
787                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
788                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
789                         return 0;
790         } else {
791                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
792                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
793                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
794                 }
795         }
796
797         if (s->flags & SLAB_POISON) {
798                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
799                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
800                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
801                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
802                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
803                         return 0;
804                 /*
805                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
806                  */
807                 check_pad_bytes(s, page, p);
808         }
809
810         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
811                 /*
812                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
813                  * freepointer while object is allocated.
814                  */
815                 return 1;
816
817         /* Check free pointer validity */
818         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
819                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
820                 /*
821                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
822                  * of the free objects in this slab. May cause
823                  * another error because the object count is now wrong.
824                  */
825                 set_freepointer(s, p, NULL);
826                 return 0;
827         }
828         return 1;
829 }
830
831 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
832 {
833         int maxobj;
834
835         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
836
837         if (!PageSlab(page)) {
838                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
839                 return 0;
840         }
841
842         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
843         if (page->objects > maxobj) {
844                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
845                         s->name, page->objects, maxobj);
846                 return 0;
847         }
848         if (page->inuse > page->objects) {
849                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
850                         s->name, page->inuse, page->objects);
851                 return 0;
852         }
853         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
854         slab_pad_check(s, page);
855         return 1;
856 }
857
858 /*
859  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
860  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
861  */
862 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
863 {
864         int nr = 0;
865         void *fp;
866         void *object = NULL;
867         unsigned long max_objects;
868
869         fp = page->freelist;
870         while (fp && nr <= page->objects) {
871                 if (fp == search)
872                         return 1;
873                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
874                         if (object) {
875                                 object_err(s, page, object,
876                                         "Freechain corrupt");
877                                 set_freepointer(s, object, NULL);
878                                 break;
879                         } else {
880                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
881                                 page->freelist = NULL;
882                                 page->inuse = page->objects;
883                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
884                                 return 0;
885                         }
886                         break;
887                 }
888                 object = fp;
889                 fp = get_freepointer(s, object);
890                 nr++;
891         }
892
893         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
894         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
895                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
896
897         if (page->objects != max_objects) {
898                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
899                         "should be %d", page->objects, max_objects);
900                 page->objects = max_objects;
901                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
902         }
903         if (page->inuse != page->objects - nr) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
905                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
906                 page->inuse = page->objects - nr;
907                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
908         }
909         return search == NULL;
910 }
911
912 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
913                                                                 int alloc)
914 {
915         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
916                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
917                         s->name,
918                         alloc ? "alloc" : "free",
919                         object, page->inuse,
920                         page->freelist);
921
922                 if (!alloc)
923                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
924
925                 dump_stack();
926         }
927 }
928
929 /*
930  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
931  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
932  */
933 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
934 {
935         flags &= gfp_allowed_mask;
936         lockdep_trace_alloc(flags);
937         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
938
939         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
940 }
941
942 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
943 {
944         flags &= gfp_allowed_mask;
945         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
946         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
947 }
948
949 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
950 {
951         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
952
953         /*
954          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
955          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
956          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
957          */
958 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
959         {
960                 unsigned long flags;
961
962                 local_irq_save(flags);
963                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
964                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
965                 local_irq_restore(flags);
966         }
967 #endif
968         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
969                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
970 }
971
972 /*
973  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
974  *
975  * list_lock must be held.
976  */
977 static void add_full(struct kmem_cache *s,
978         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
979 {
980         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
981                 return;
982
983         list_add(&page->lru, &n->full);
984 }
985
986 /*
987  * list_lock must be held.
988  */
989 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
990 {
991         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
992                 return;
993
994         list_del(&page->lru);
995 }
996
997 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
998 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1003 }
1004
1005 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1006 {
1007         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1008 }
1009
1010 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1011 {
1012         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1013
1014         /*
1015          * May be called early in order to allocate a slab for the
1016          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1017          * dilemma by deferring the increment of the count during
1018          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1019          */
1020         if (n) {
1021                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1022                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1023         }
1024 }
1025 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1026 {
1027         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1028
1029         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1030         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1031 }
1032
1033 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1034 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1035                                                                 void *object)
1036 {
1037         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1038                 return;
1039
1040         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1041         init_tracking(s, object);
1042 }
1043
1044 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1045                                         void *object, unsigned long addr)
1046 {
1047         if (!check_slab(s, page))
1048                 goto bad;
1049
1050         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1051                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1052                 goto bad;
1053         }
1054
1055         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1056                 goto bad;
1057
1058         /* Success perform special debug activities for allocs */
1059         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1060                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1061         trace(s, page, object, 1);
1062         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1063         return 1;
1064
1065 bad:
1066         if (PageSlab(page)) {
1067                 /*
1068                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1069                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1070                  * as used avoids touching the remaining objects.
1071                  */
1072                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1073                 page->inuse = page->objects;
1074                 page->freelist = NULL;
1075         }
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1080                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1081 {
1082         unsigned long flags;
1083         int rc = 0;
1084
1085         local_irq_save(flags);
1086         slab_lock(page);
1087
1088         if (!check_slab(s, page))
1089                 goto fail;
1090
1091         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1092                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1093                 goto fail;
1094         }
1095
1096         if (on_freelist(s, page, object)) {
1097                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1098                 goto fail;
1099         }
1100
1101         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1102                 goto out;
1103
1104         if (unlikely(s != page->slab)) {
1105                 if (!PageSlab(page)) {
1106                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1107                                 "outside of slab", object);
1108                 } else if (!page->slab) {
1109                         printk(KERN_ERR
1110                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1111                                                 object);
1112                         dump_stack();
1113                 } else
1114                         object_err(s, page, object,
1115                                         "page slab pointer corrupt.");
1116                 goto fail;
1117         }
1118
1119         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1120                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1121         trace(s, page, object, 0);
1122         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1123         rc = 1;
1124 out:
1125         slab_unlock(page);
1126         local_irq_restore(flags);
1127         return rc;
1128
1129 fail:
1130         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1131         goto out;
1132 }
1133
1134 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1135 {
1136         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1137         if (*str++ != '=' || !*str)
1138                 /*
1139                  * No options specified. Switch on full debugging.
1140                  */
1141                 goto out;
1142
1143         if (*str == ',')
1144                 /*
1145                  * No options but restriction on slabs. This means full
1146                  * debugging for slabs matching a pattern.
1147                  */
1148                 goto check_slabs;
1149
1150         if (tolower(*str) == 'o') {
1151                 /*
1152                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1153                  * would increase as a result.
1154                  */
1155                 disable_higher_order_debug = 1;
1156                 goto out;
1157         }
1158
1159         slub_debug = 0;
1160         if (*str == '-')
1161                 /*
1162                  * Switch off all debugging measures.
1163                  */
1164                 goto out;
1165
1166         /*
1167          * Determine which debug features should be switched on
1168          */
1169         for (; *str && *str != ','; str++) {
1170                 switch (tolower(*str)) {
1171                 case 'f':
1172                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1173                         break;
1174                 case 'z':
1175                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1176                         break;
1177                 case 'p':
1178                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1179                         break;
1180                 case 'u':
1181                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1182                         break;
1183                 case 't':
1184                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1185                         break;
1186                 case 'a':
1187                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1188                         break;
1189                 default:
1190                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1191                                 "unknown. skipped\n", *str);
1192                 }
1193         }
1194
1195 check_slabs:
1196         if (*str == ',')
1197                 slub_debug_slabs = str + 1;
1198 out:
1199         return 1;
1200 }
1201
1202 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1203
1204 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1205         unsigned long flags, const char *name,
1206         void (*ctor)(void *))
1207 {
1208         /*
1209          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1210          */
1211         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1212                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1213                 flags |= slub_debug;
1214
1215         return flags;
1216 }
1217 #else
1218 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1219                         struct page *page, void *object) {}
1220
1221 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1222         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1223
1224 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1225         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1226
1227 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1228                         { return 1; }
1229 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1230                         void *object, u8 val) { return 1; }
1231 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1232                                         struct page *page) {}
1233 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1234 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1235         unsigned long flags, const char *name,
1236         void (*ctor)(void *))
1237 {
1238         return flags;
1239 }
1240 #define slub_debug 0
1241
1242 #define disable_higher_order_debug 0
1243
1244 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1247                                                         { return 0; }
1248 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1251                                                         int objects) {}
1252
1253 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1254                                                         { return 0; }
1255
1256 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1257                 void *object) {}
1258
1259 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1260
1261 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1262
1263 /*
1264  * Slab allocation and freeing
1265  */
1266 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1267                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1268 {
1269         int order = oo_order(oo);
1270
1271         flags |= __GFP_NOTRACK;
1272
1273         if (node == NUMA_NO_NODE)
1274                 return alloc_pages(flags, order);
1275         else
1276                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1277 }
1278
1279 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1280 {
1281         struct page *page;
1282         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1283         gfp_t alloc_gfp;
1284
1285         flags &= gfp_allowed_mask;
1286
1287         if (flags & __GFP_WAIT)
1288                 local_irq_enable();
1289
1290         flags |= s->allocflags;
1291
1292         /*
1293          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1294          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1295          */
1296         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1297
1298         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1299         if (unlikely(!page)) {
1300                 oo = s->min;
1301                 /*
1302                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1303                  * Try a lower order alloc if possible
1304                  */
1305                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1306
1307                 if (page)
1308                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1309         }
1310
1311         if (flags & __GFP_WAIT)
1312                 local_irq_disable();
1313
1314         if (!page)
1315                 return NULL;
1316
1317         if (kmemcheck_enabled
1318                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1319                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1320
1321                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1322
1323                 /*
1324                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1325                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1326                  */
1327                 if (s->ctor)
1328                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1329                 else
1330                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1331         }
1332
1333         page->objects = oo_objects(oo);
1334         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1335                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1336                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1337                 1 << oo_order(oo));
1338
1339         return page;
1340 }
1341
1342 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1343                                 void *object)
1344 {
1345         setup_object_debug(s, page, object);
1346         if (unlikely(s->ctor))
1347                 s->ctor(object);
1348 }
1349
1350 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1351 {
1352         struct page *page;
1353         void *start;
1354         void *last;
1355         void *p;
1356
1357         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1358
1359         page = allocate_slab(s,
1360                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1361         if (!page)
1362                 goto out;
1363
1364         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1365         page->slab = s;
1366         page->flags |= 1 << PG_slab;
1367
1368         start = page_address(page);
1369
1370         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1371                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1372
1373         last = start;
1374         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1375                 setup_object(s, page, last);
1376                 set_freepointer(s, last, p);
1377                 last = p;
1378         }
1379         setup_object(s, page, last);
1380         set_freepointer(s, last, NULL);
1381
1382         page->freelist = start;
1383         page->inuse = page->objects;
1384         page->frozen = 1;
1385 out:
1386         return page;
1387 }
1388
1389 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1390 {
1391         int order = compound_order(page);
1392         int pages = 1 << order;
1393
1394         if (kmem_cache_debug(s)) {
1395                 void *p;
1396
1397                 slab_pad_check(s, page);
1398                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1399                                                 page->objects)
1400                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1401         }
1402
1403         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1404
1405         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1406                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1407                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1408                 -pages);
1409
1410         __ClearPageSlab(page);
1411         reset_page_mapcount(page);
1412         if (current->reclaim_state)
1413                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1414         __free_pages(page, order);
1415 }
1416
1417 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1418         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1419
1420 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1421 {
1422         struct page *page;
1423
1424         if (need_reserve_slab_rcu)
1425                 page = virt_to_head_page(h);
1426         else
1427                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1428
1429         __free_slab(page->slab, page);
1430 }
1431
1432 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1433 {
1434         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1435                 struct rcu_head *head;
1436
1437                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1438                         int order = compound_order(page);
1439                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1440
1441                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1442                         head = page_address(page) + offset;
1443                 } else {
1444                         /*
1445                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1446                          */
1447                         head = (void *)&page->lru;
1448                 }
1449
1450                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1451         } else
1452                 __free_slab(s, page);
1453 }
1454
1455 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1456 {
1457         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1458         free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Management of partially allocated slabs.
1463  *
1464  * list_lock must be held.
1465  */
1466 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1467                                 struct page *page, int tail)
1468 {
1469         n->nr_partial++;
1470         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1471                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1472         else
1473                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * list_lock must be held.
1478  */
1479 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1480                                         struct page *page)
1481 {
1482         list_del(&page->lru);
1483         n->nr_partial--;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1488  * per cpu freelist.
1489  *
1490  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1491  *
1492  * Must hold list_lock.
1493  */
1494 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1495                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1496                 int mode)
1497 {
1498         void *freelist;
1499         unsigned long counters;
1500         struct page new;
1501
1502         /*
1503          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1504          * The old freelist is the list of objects for the
1505          * per cpu allocation list.
1506          */
1507         do {
1508                 freelist = page->freelist;
1509                 counters = page->counters;
1510                 new.counters = counters;
1511                 if (mode)
1512                         new.inuse = page->objects;
1513
1514                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1515                 new.frozen = 1;
1516
1517         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1518                         freelist, counters,
1519                         NULL, new.counters,
1520                         "lock and freeze"));
1521
1522         remove_partial(n, page);
1523         return freelist;
1524 }
1525
1526 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1527
1528 /*
1529  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1530  */
1531 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1532                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1533 {
1534         struct page *page, *page2;
1535         void *object = NULL;
1536
1537         /*
1538          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1539          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1540          * partial slab and there is none available then get_partials()
1541          * will return NULL.
1542          */
1543         if (!n || !n->nr_partial)
1544                 return NULL;
1545
1546         spin_lock(&n->list_lock);
1547         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1548                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1549                 int available;
1550
1551                 if (!t)
1552                         break;
1553
1554                 if (!object) {
1555                         c->page = page;
1556                         c->node = page_to_nid(page);
1557                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1558                         object = t;
1559                         available =  page->objects - page->inuse;
1560                 } else {
1561                         page->freelist = t;
1562                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1563                 }
1564                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1565                         break;
1566
1567         }
1568         spin_unlock(&n->list_lock);
1569         return object;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1574  */
1575 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1576                 struct kmem_cache_cpu *c)
1577 {
1578 #ifdef CONFIG_NUMA
1579         struct zonelist *zonelist;
1580         struct zoneref *z;
1581         struct zone *zone;
1582         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1583         void *object;
1584         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1585
1586         /*
1587          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1588          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1589          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1590          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1591          *
1592          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1593          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1594          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1595          * from other nodes and filled up.
1596          *
1597          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1598          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1599          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1600          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1601          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1602          * with available objects.
1603          */
1604         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1605                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1606                 return NULL;
1607
1608         do {
1609                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1610                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1611                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1612                         struct kmem_cache_node *n;
1613
1614                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1615
1616                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1617                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1618                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1619                                 if (object) {
1620                                         /*
1621                                          * Return the object even if
1622                                          * put_mems_allowed indicated that
1623                                          * the cpuset mems_allowed was
1624                                          * updated in parallel. It's a
1625                                          * harmless race between the alloc
1626                                          * and the cpuset update.
1627                                          */
1628                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1629                                         return object;
1630                                 }
1631                         }
1632                 }
1633         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1634 #endif
1635         return NULL;
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Get a partial page, lock it and return it.
1640  */
1641 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1642                 struct kmem_cache_cpu *c)
1643 {
1644         void *object;
1645         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1646
1647         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1648         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1649                 return object;
1650
1651         return get_any_partial(s, flags, c);
1652 }
1653
1654 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1655 /*
1656  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1657  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1658  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1659  */
1660 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1661 #else
1662 /*
1663  * No preemption supported therefore also no need to check for
1664  * different cpus.
1665  */
1666 #define TID_STEP 1
1667 #endif
1668
1669 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1670 {
1671         return tid + TID_STEP;
1672 }
1673
1674 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1675 {
1676         return tid % TID_STEP;
1677 }
1678
1679 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1680 {
1681         return tid / TID_STEP;
1682 }
1683
1684 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1685 {
1686         return cpu;
1687 }
1688
1689 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1690                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1691 {
1692 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1693         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1694
1695         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1696
1697 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1698         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1699                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1700                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1701         else
1702 #endif
1703         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1704                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1705                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1706         else
1707                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1708                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1709 #endif
1710         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1711 }
1712
1713 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1714 {
1715         int cpu;
1716
1717         for_each_possible_cpu(cpu)
1718                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1719 }
1720
1721 /*
1722  * Remove the cpu slab
1723  */
1724 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1725 {
1726         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1727         struct page *page = c->page;
1728         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1729         int lock = 0;
1730         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1731         void *freelist;
1732         void *nextfree;
1733         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1734         struct page new;
1735         struct page old;
1736
1737         if (page->freelist) {
1738                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1739                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1740         }
1741
1742         c->tid = next_tid(c->tid);
1743         c->page = NULL;
1744         freelist = c->freelist;
1745         c->freelist = NULL;
1746
1747         /*
1748          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1749          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1750          * last one.
1751          *
1752          * There is no need to take the list->lock because the page
1753          * is still frozen.
1754          */
1755         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1756                 void *prior;
1757                 unsigned long counters;
1758
1759                 do {
1760                         prior = page->freelist;
1761                         counters = page->counters;
1762                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1763                         new.counters = counters;
1764                         new.inuse--;
1765                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1766
1767                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1768                         prior, counters,
1769                         freelist, new.counters,
1770                         "drain percpu freelist"));
1771
1772                 freelist = nextfree;
1773         }
1774
1775         /*
1776          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1777          * list presence reflects the actual number of objects
1778          * during unfreeze.
1779          *
1780          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1781          * with the count. If there is a mismatch then the page
1782          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1783          *
1784          * Then we restart the process which may have to remove
1785          * the page from the list that we just put it on again
1786          * because the number of objects in the slab may have
1787          * changed.
1788          */
1789 redo:
1790
1791         old.freelist = page->freelist;
1792         old.counters = page->counters;
1793         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1794
1795         /* Determine target state of the slab */
1796         new.counters = old.counters;
1797         if (freelist) {
1798                 new.inuse--;
1799                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1800                 new.freelist = freelist;
1801         } else
1802                 new.freelist = old.freelist;
1803
1804         new.frozen = 0;
1805
1806         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1807                 m = M_FREE;
1808         else if (new.freelist) {
1809                 m = M_PARTIAL;
1810                 if (!lock) {
1811                         lock = 1;
1812                         /*
1813                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1814                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1815                          * is frozen
1816                          */
1817                         spin_lock(&n->list_lock);
1818                 }
1819         } else {
1820                 m = M_FULL;
1821                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1822                         lock = 1;
1823                         /*
1824                          * This also ensures that the scanning of full
1825                          * slabs from diagnostic functions will not see
1826                          * any frozen slabs.
1827                          */
1828                         spin_lock(&n->list_lock);
1829                 }
1830         }
1831
1832         if (l != m) {
1833
1834                 if (l == M_PARTIAL)
1835
1836                         remove_partial(n, page);
1837
1838                 else if (l == M_FULL)
1839
1840                         remove_full(s, page);
1841
1842                 if (m == M_PARTIAL) {
1843
1844                         add_partial(n, page, tail);
1845                         stat(s, tail);
1846
1847                 } else if (m == M_FULL) {
1848
1849                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1850                         add_full(s, n, page);
1851
1852                 }
1853         }
1854
1855         l = m;
1856         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1857                                 old.freelist, old.counters,
1858                                 new.freelist, new.counters,
1859                                 "unfreezing slab"))
1860                 goto redo;
1861
1862         if (lock)
1863                 spin_unlock(&n->list_lock);
1864
1865         if (m == M_FREE) {
1866                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1867                 discard_slab(s, page);
1868                 stat(s, FREE_SLAB);
1869         }
1870 }
1871
1872 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1873 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1874 {
1875         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1876         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1877         struct page *page, *discard_page = NULL;
1878
1879         while ((page = c->partial)) {
1880                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1881                 enum slab_modes l, m;
1882                 struct page new;
1883                 struct page old;
1884
1885                 c->partial = page->next;
1886                 l = M_FREE;
1887
1888                 do {
1889
1890                         old.freelist = page->freelist;
1891                         old.counters = page->counters;
1892                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1893
1894                         new.counters = old.counters;
1895                         new.freelist = old.freelist;
1896
1897                         new.frozen = 0;
1898
1899                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1900                                 m = M_FREE;
1901                         else {
1902                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1903                                                         page_to_nid(page));
1904
1905                                 m = M_PARTIAL;
1906                                 if (n != n2) {
1907                                         if (n)
1908                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1909
1910                                         n = n2;
1911                                         spin_lock(&n->list_lock);
1912                                 }
1913                         }
1914
1915                         if (l != m) {
1916                                 if (l == M_PARTIAL) {
1917                                         remove_partial(n, page);
1918                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1919                                 } else {
1920                                         add_partial(n, page,
1921                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1922                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1923                                 }
1924
1925                                 l = m;
1926                         }
1927
1928                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1929                                 old.freelist, old.counters,
1930                                 new.freelist, new.counters,
1931                                 "unfreezing slab"));
1932
1933                 if (m == M_FREE) {
1934                         page->next = discard_page;
1935                         discard_page = page;
1936                 }
1937         }
1938
1939         if (n)
1940                 spin_unlock(&n->list_lock);
1941
1942         while (discard_page) {
1943                 page = discard_page;
1944                 discard_page = discard_page->next;
1945
1946                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1947                 discard_slab(s, page);
1948                 stat(s, FREE_SLAB);
1949         }
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1954  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1955  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1956  * onto a random cpus partial slot.
1957  *
1958  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1959  * per node partial list.
1960  */
1961 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1962 {
1963         struct page *oldpage;
1964         int pages;
1965         int pobjects;
1966
1967         do {
1968                 pages = 0;
1969                 pobjects = 0;
1970                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1971
1972                 if (oldpage) {
1973                         pobjects = oldpage->pobjects;
1974                         pages = oldpage->pages;
1975                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1976                                 unsigned long flags;
1977                                 /*
1978                                  * partial array is full. Move the existing
1979                                  * set to the per node partial list.
1980                                  */
1981                                 local_irq_save(flags);
1982                                 unfreeze_partials(s);
1983                                 local_irq_restore(flags);
1984                                 pobjects = 0;
1985                                 pages = 0;
1986                         }
1987                 }
1988
1989                 pages++;
1990                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1991
1992                 page->pages = pages;
1993                 page->pobjects = pobjects;
1994                 page->next = oldpage;
1995
1996         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1997         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1998         return pobjects;
1999 }
2000
2001 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2002 {
2003         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2004         deactivate_slab(s, c);
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Flush cpu slab.
2009  *
2010  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2011  */
2012 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2013 {
2014         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2015
2016         if (likely(c)) {
2017                 if (c->page)
2018                         flush_slab(s, c);
2019
2020                 unfreeze_partials(s);
2021         }
2022 }
2023
2024 static void flush_cpu_slab(void *d)
2025 {
2026         struct kmem_cache *s = d;
2027
2028         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2029 }
2030
2031 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2032 {
2033         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2038  * locality expectations.
2039  */
2040 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2041 {
2042 #ifdef CONFIG_NUMA
2043         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2044                 return 0;
2045 #endif
2046         return 1;
2047 }
2048
2049 static int count_free(struct page *page)
2050 {
2051         return page->objects - page->inuse;
2052 }
2053
2054 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2055                                         int (*get_count)(struct page *))
2056 {
2057         unsigned long flags;
2058         unsigned long x = 0;
2059         struct page *page;
2060
2061         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2062         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2063                 x += get_count(page);
2064         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2065         return x;
2066 }
2067
2068 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2069 {
2070 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2071         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2072 #else
2073         return 0;
2074 #endif
2075 }
2076
2077 static noinline void
2078 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2079 {
2080         int node;
2081
2082         printk(KERN_WARNING
2083                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2084                 nid, gfpflags);
2085         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2086                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2087                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2088
2089         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2090                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2091                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2092
2093         for_each_online_node(node) {
2094                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2095                 unsigned long nr_slabs;
2096                 unsigned long nr_objs;
2097                 unsigned long nr_free;
2098
2099                 if (!n)
2100                         continue;
2101
2102                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2103                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2104                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2105
2106                 printk(KERN_WARNING
2107                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2108                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2109         }
2110 }
2111
2112 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2113                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2114 {
2115         void *object;
2116         struct kmem_cache_cpu *c;
2117         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2118
2119         if (page) {
2120                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2121                 if (c->page)
2122                         flush_slab(s, c);
2123
2124                 /*
2125                  * No other reference to the page yet so we can
2126                  * muck around with it freely without cmpxchg
2127                  */
2128                 object = page->freelist;
2129                 page->freelist = NULL;
2130
2131                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2132                 c->node = page_to_nid(page);
2133                 c->page = page;
2134                 *pc = c;
2135         } else
2136                 object = NULL;
2137
2138         return object;
2139 }
2140
2141 /*
2142  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2143  * or deactivate the page.
2144  *
2145  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2146  *
2147  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2148  */
2149 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2150 {
2151         struct page new;
2152         unsigned long counters;
2153         void *freelist;
2154
2155         do {
2156                 freelist = page->freelist;
2157                 counters = page->counters;
2158                 new.counters = counters;
2159                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2160
2161                 new.inuse = page->objects;
2162                 new.frozen = freelist != NULL;
2163
2164         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2165                 freelist, counters,
2166                 NULL, new.counters,
2167                 "get_freelist"));
2168
2169         return freelist;
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2174  * debugging duties.
2175  *
2176  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2177  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2178  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2179  *
2180  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2181  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2182  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2183  *
2184  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2185  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2186  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2187  */
2188 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2189                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2190 {
2191         void **object;
2192         unsigned long flags;
2193
2194         local_irq_save(flags);
2195 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2196         /*
2197          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2198          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2199          * pointer.
2200          */
2201         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2202 #endif
2203
2204         if (!c->page)
2205                 goto new_slab;
2206 redo:
2207         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2208                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2209                 deactivate_slab(s, c);
2210                 goto new_slab;
2211         }
2212
2213         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2214         object = c->freelist;
2215         if (object)
2216                 goto load_freelist;
2217
2218         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2219
2220         object = get_freelist(s, c->page);
2221
2222         if (!object) {
2223                 c->page = NULL;
2224                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2225                 goto new_slab;
2226         }
2227
2228         stat(s, ALLOC_REFILL);
2229
2230 load_freelist:
2231         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2232         c->tid = next_tid(c->tid);
2233         local_irq_restore(flags);
2234         return object;
2235
2236 new_slab:
2237
2238         if (c->partial) {
2239                 c->page = c->partial;
2240                 c->partial = c->page->next;
2241                 c->node = page_to_nid(c->page);
2242                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2243                 c->freelist = NULL;
2244                 goto redo;
2245         }
2246
2247         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2248         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2249
2250         if (unlikely(!object)) {
2251
2252                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2253
2254                 if (unlikely(!object)) {
2255                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2256                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2257
2258                         local_irq_restore(flags);
2259                         return NULL;
2260                 }
2261         }
2262
2263         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2264                 goto load_freelist;
2265
2266         /* Only entered in the debug case */
2267         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2268                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2269
2270         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2271         deactivate_slab(s, c);
2272         c->node = NUMA_NO_NODE;
2273         local_irq_restore(flags);
2274         return object;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2279  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2280  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2281  *
2282  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2283  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2284  *
2285  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2286  */
2287 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2288                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2289 {
2290         void **object;
2291         struct kmem_cache_cpu *c;
2292         unsigned long tid;
2293
2294         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2295                 return NULL;
2296
2297 redo:
2298
2299         /*
2300          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2301          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2302          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2303          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2304          */
2305         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2306
2307         /*
2308          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2309          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2310          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2311          * linked list in between.
2312          */
2313         tid = c->tid;
2314         barrier();
2315
2316         object = c->freelist;
2317         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2318
2319                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2320
2321         else {
2322                 /*
2323                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2324                  * operation and if we are on the right processor.
2325                  *
2326                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2327                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2328                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2329                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2330                  *
2331                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2332                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2333                  */
2334                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2335                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2336                                 object, tid,
2337                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2338
2339                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2340                         goto redo;
2341                 }
2342                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2343         }
2344
2345         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2346                 memset(object, 0, s->objsize);
2347
2348         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2349
2350         return object;
2351 }
2352
2353 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2354 {
2355         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2356
2357         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2358
2359         return ret;
2360 }
2361 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2362
2363 #ifdef CONFIG_TRACING
2364 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2365 {
2366         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2367         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2368         return ret;
2369 }
2370 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2371
2372 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2373 {
2374         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2375         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2376         return ret;
2377 }
2378 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2379 #endif
2380
2381 #ifdef CONFIG_NUMA
2382 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2383 {
2384         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2385
2386         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2387                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2388
2389         return ret;
2390 }
2391 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2392
2393 #ifdef CONFIG_TRACING
2394 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2395                                     gfp_t gfpflags,
2396                                     int node, size_t size)
2397 {
2398         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2399
2400         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2401                            size, s->size, gfpflags, node);
2402         return ret;
2403 }
2404 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2405 #endif
2406 #endif
2407
2408 /*
2409  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2410  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2411  *
2412  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2413  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2414  * handling required then we can return immediately.
2415  */
2416 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2417                         void *x, unsigned long addr)
2418 {
2419         void *prior;
2420         void **object = (void *)x;
2421         int was_frozen;
2422         int inuse;
2423         struct page new;
2424         unsigned long counters;
2425         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2426         unsigned long uninitialized_var(flags);
2427
2428         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2429
2430         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2431                 return;
2432
2433         do {
2434                 prior = page->freelist;
2435                 counters = page->counters;
2436                 set_freepointer(s, object, prior);
2437                 new.counters = counters;
2438                 was_frozen = new.frozen;
2439                 new.inuse--;
2440                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2441
2442                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2443
2444                                 /*
2445                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2446                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2447                                  */
2448                                 new.frozen = 1;
2449
2450                         else { /* Needs to be taken off a list */
2451
2452                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2453                                 /*
2454                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2455                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2456                                  * drop the list_lock without any processing.
2457                                  *
2458                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2459                                  * other processors updating the list of slabs.
2460                                  */
2461                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2462
2463                         }
2464                 }
2465                 inuse = new.inuse;
2466
2467         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2468                 prior, counters,
2469                 object, new.counters,
2470                 "__slab_free"));
2471
2472         if (likely(!n)) {
2473
2474                 /*
2475                  * If we just froze the page then put it onto the
2476                  * per cpu partial list.
2477                  */
2478                 if (new.frozen && !was_frozen)
2479                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2480
2481                 /*
2482                  * The list lock was not taken therefore no list
2483                  * activity can be necessary.
2484                  */
2485                 if (was_frozen)
2486                         stat(s, FREE_FROZEN);
2487                 return;
2488         }
2489
2490         /*
2491          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2492          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2493          */
2494         if (was_frozen)
2495                 stat(s, FREE_FROZEN);
2496         else {
2497                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2498                         goto slab_empty;
2499
2500                 /*
2501                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2502                  * then add it.
2503                  */
2504                 if (unlikely(!prior)) {
2505                         remove_full(s, page);
2506                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2507                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2508                 }
2509         }
2510         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2511         return;
2512
2513 slab_empty:
2514         if (prior) {
2515                 /*
2516                  * Slab on the partial list.
2517                  */
2518                 remove_partial(n, page);
2519                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2520         } else
2521                 /* Slab must be on the full list */
2522                 remove_full(s, page);
2523
2524         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2525         stat(s, FREE_SLAB);
2526         discard_slab(s, page);
2527 }
2528
2529 /*
2530  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2531  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2532  *
2533  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2534  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2535  * the item before.
2536  *
2537  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2538  * with all sorts of special processing.
2539  */
2540 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2541                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2542 {
2543         void **object = (void *)x;
2544         struct kmem_cache_cpu *c;
2545         unsigned long tid;
2546
2547         slab_free_hook(s, x);
2548
2549 redo:
2550         /*
2551          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2552          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2553          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2554          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2555          */
2556         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2557
2558         tid = c->tid;
2559         barrier();
2560
2561         if (likely(page == c->page)) {
2562                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2563
2564                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2565                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2566                                 c->freelist, tid,
2567                                 object, next_tid(tid)))) {
2568
2569                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2570                         goto redo;
2571                 }
2572                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2573         } else
2574                 __slab_free(s, page, x, addr);
2575
2576 }
2577
2578 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2579 {
2580         struct page *page;
2581
2582         page = virt_to_head_page(x);
2583
2584         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2585
2586         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2587 }
2588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2589
2590 /*
2591  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2592  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2593  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2594  * another.
2595  *
2596  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2597  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2598  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2599  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2600  * locking overhead.
2601  */
2602
2603 /*
2604  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2605  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2606  * and increases the number of allocations possible without having to
2607  * take the list_lock.
2608  */
2609 static int slub_min_order;
2610 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2611 static int slub_min_objects;
2612
2613 /*
2614  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2615  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2616  */
2617 static int slub_nomerge;
2618
2619 /*
2620  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2621  *
2622  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2623  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2624  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2625  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2626  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2627  * would be wasted.
2628  *
2629  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2630  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2631  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2632  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2633  *
2634  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2635  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2636  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2637  * of space in favor of a small page order.
2638  *
2639  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2640  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2641  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2642  * the smallest order which will fit the object.
2643  */
2644 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2645                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2646 {
2647         int order;
2648         int rem;
2649         int min_order = slub_min_order;
2650
2651         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2652                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2653
2654         for (order = max(min_order,
2655                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2656                         order <= max_order; order++) {
2657
2658                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2659
2660                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2661                         continue;
2662
2663                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2664
2665                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2666                         break;
2667
2668         }
2669
2670         return order;
2671 }
2672
2673 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2674 {
2675         int order;
2676         int min_objects;
2677         int fraction;
2678         int max_objects;
2679
2680         /*
2681          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2682          * works by first attempting to generate a layout with
2683          * the best configuration and backing off gradually.
2684          *
2685          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2686          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2687          */
2688         min_objects = slub_min_objects;
2689         if (!min_objects)
2690                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2691         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2692         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2693
2694         while (min_objects > 1) {
2695                 fraction = 16;
2696                 while (fraction >= 4) {
2697                         order = slab_order(size, min_objects,
2698                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2699                         if (order <= slub_max_order)
2700                                 return order;
2701                         fraction /= 2;
2702                 }
2703                 min_objects--;
2704         }
2705
2706         /*
2707          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2708          * lets see if we can place a single object there.
2709          */
2710         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2711         if (order <= slub_max_order)
2712                 return order;
2713
2714         /*
2715          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2716          */
2717         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2718         if (order < MAX_ORDER)
2719                 return order;
2720         return -ENOSYS;
2721 }
2722
2723 /*
2724  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2725  */
2726 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2727                 unsigned long align, unsigned long size)
2728 {
2729         /*
2730          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2731          * suggestion if the object is sufficiently large.
2732          *
2733          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2734          * alignment though. If that is greater then use it.
2735          */
2736         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2737                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2738                 while (size <= ralign / 2)
2739                         ralign /= 2;
2740                 align = max(align, ralign);
2741         }
2742
2743         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2744                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2745
2746         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2747 }
2748
2749 static void
2750 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2751 {
2752         n->nr_partial = 0;
2753         spin_lock_init(&n->list_lock);
2754         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2755 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2756         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2757         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2758         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2759 #endif
2760 }
2761
2762 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2763 {
2764         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2765                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2766
2767         /*
2768          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2769          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2770          */
2771         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2772                                      2 * sizeof(void *));
2773
2774         if (!s->cpu_slab)
2775                 return 0;
2776
2777         init_kmem_cache_cpus(s);
2778
2779         return 1;
2780 }
2781
2782 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2783
2784 /*
2785  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2786  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2787  * possible.
2788  *
2789  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2790  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2791  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2792  */
2793 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2794 {
2795         struct page *page;
2796         struct kmem_cache_node *n;
2797
2798         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2799
2800         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2801
2802         BUG_ON(!page);
2803         if (page_to_nid(page) != node) {
2804                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2805                                 "node %d\n", node);
2806                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2807                                 "in order to be able to continue\n");
2808         }
2809
2810         n = page->freelist;
2811         BUG_ON(!n);
2812         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2813         page->inuse = 1;
2814         page->frozen = 0;
2815         kmem_cache_node->node[node] = n;
2816 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2817         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2818         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2819 #endif
2820         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2821         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2822
2823         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2824 }
2825
2826 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2827 {
2828         int node;
2829
2830         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2831                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2832
2833                 if (n)
2834                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2835
2836                 s->node[node] = NULL;
2837         }
2838 }
2839
2840 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2841 {
2842         int node;
2843
2844         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2845                 struct kmem_cache_node *n;
2846
2847                 if (slab_state == DOWN) {
2848                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2849                         continue;
2850                 }
2851                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2852                                                 GFP_KERNEL, node);
2853
2854                 if (!n) {
2855                         free_kmem_cache_nodes(s);
2856                         return 0;
2857                 }
2858
2859                 s->node[node] = n;
2860                 init_kmem_cache_node(n, s);
2861         }
2862         return 1;
2863 }
2864
2865 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2866 {
2867         if (min < MIN_PARTIAL)
2868                 min = MIN_PARTIAL;
2869         else if (min > MAX_PARTIAL)
2870                 min = MAX_PARTIAL;
2871         s->min_partial = min;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2876  * a slab object.
2877  */
2878 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2879 {
2880         unsigned long flags = s->flags;
2881         unsigned long size = s->objsize;
2882         unsigned long align = s->align;
2883         int order;
2884
2885         /*
2886          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2887          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2888          * the possible location of the free pointer.
2889          */
2890         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2891
2892 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2893         /*
2894          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2895          * the slab may touch the object after free or before allocation
2896          * then we should never poison the object itself.
2897          */
2898         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2899                         !s->ctor)
2900                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2901         else
2902                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2903
2904
2905         /*
2906          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2907          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2908          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2909          */
2910         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2911                 size += sizeof(void *);
2912 #endif
2913
2914         /*
2915          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2916          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2917          */
2918         s->inuse = size;
2919
2920         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2921                 s->ctor)) {
2922                 /*
2923                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2924                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2925                  * kmem_cache_free.
2926                  *
2927                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2928                  * destructor or are poisoning the objects.
2929                  */
2930                 s->offset = size;
2931                 size += sizeof(void *);
2932         }
2933
2934 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2935         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2936                 /*
2937                  * Need to store information about allocs and frees after
2938                  * the object.
2939                  */
2940                 size += 2 * sizeof(struct track);
2941
2942         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2943                 /*
2944                  * Add some empty padding so that we can catch
2945                  * overwrites from earlier objects rather than let
2946                  * tracking information or the free pointer be
2947                  * corrupted if a user writes before the start
2948                  * of the object.
2949                  */
2950                 size += sizeof(void *);
2951 #endif
2952
2953         /*
2954          * Determine the alignment based on various parameters that the
2955          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2956          * on bootup.
2957          */
2958         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2959         s->align = align;
2960
2961         /*
2962          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2963          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2964          * each object to conform to the alignment.
2965          */
2966         size = ALIGN(size, align);
2967         s->size = size;
2968         if (forced_order >= 0)
2969                 order = forced_order;
2970         else
2971                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2972
2973         if (order < 0)
2974                 return 0;
2975
2976         s->allocflags = 0;
2977         if (order)
2978                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2979
2980         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2981                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2982
2983         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2984                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2985
2986         /*
2987          * Determine the number of objects per slab
2988          */
2989         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2990         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2991         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2992                 s->max = s->oo;
2993
2994         return !!oo_objects(s->oo);
2995
2996 }
2997
2998 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2999                 const char *name, size_t size,
3000                 size_t align, unsigned long flags,
3001                 void (*ctor)(void *))
3002 {
3003         memset(s, 0, kmem_size);
3004         s->name = name;
3005         s->ctor = ctor;
3006         s->objsize = size;
3007         s->align = align;
3008         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3009         s->reserved = 0;
3010
3011         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3012                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3013
3014         if (!calculate_sizes(s, -1))
3015                 goto error;
3016         if (disable_higher_order_debug) {
3017                 /*
3018                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3019                  * order increased.
3020                  */
3021                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3022                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3023                         s->offset = 0;
3024                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3025                                 goto error;
3026                 }
3027         }
3028
3029 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3030     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3031         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3032                 /* Enable fast mode */
3033                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3034 #endif
3035
3036         /*
3037          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3038          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3039          */
3040         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3041
3042         /*
3043          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3044          * per cpu partial lists of a processor.
3045          *
3046          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3047          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3048          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3049          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3050          *
3051          * This setting also determines
3052          *
3053          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3054          *    per node list when we reach the limit.
3055          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3056          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3057          *    to keep some capacity around for frees.
3058          */
3059         if (kmem_cache_debug(s))
3060                 s->cpu_partial = 0;
3061         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3062                 s->cpu_partial = 2;
3063         else if (s->size >= 1024)
3064                 s->cpu_partial = 6;
3065         else if (s->size >= 256)
3066                 s->cpu_partial = 13;
3067         else
3068                 s->cpu_partial = 30;
3069
3070         s->refcount = 1;
3071 #ifdef CONFIG_NUMA
3072         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3073 #endif
3074         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3075                 goto error;
3076
3077         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3078                 return 1;
3079
3080         free_kmem_cache_nodes(s);
3081 error:
3082         if (flags & SLAB_PANIC)
3083                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3084                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3085                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3086                         s->offset, flags);
3087         return 0;
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Determine the size of a slab object
3092  */
3093 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3094 {
3095         return s->objsize;
3096 }
3097 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3098
3099 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3100                                                         const char *text)
3101 {
3102 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3103         void *addr = page_address(page);
3104         void *p;
3105         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3106                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3107         if (!map)
3108                 return;
3109         slab_err(s, page, "%s", text);
3110         slab_lock(page);
3111
3112         get_map(s, page, map);
3113         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3114
3115                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3116                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3117                                                         p, p - addr);
3118                         print_tracking(s, p);
3119                 }
3120         }
3121         slab_unlock(page);
3122         kfree(map);
3123 #endif
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3128  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3129  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3130  */
3131 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3132 {
3133         struct page *page, *h;
3134
3135         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3136                 if (!page->inuse) {
3137                         remove_partial(n, page);
3138                         discard_slab(s, page);
3139                 } else {
3140                         list_slab_objects(s, page,
3141                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3142                 }
3143         }
3144 }
3145
3146 /*
3147  * Release all resources used by a slab cache.
3148  */
3149 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3150 {
3151         int node;
3152
3153         flush_all(s);
3154         free_percpu(s->cpu_slab);
3155         /* Attempt to free all objects */
3156         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3157                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3158
3159                 free_partial(s, n);
3160                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3161                         return 1;
3162         }
3163         free_kmem_cache_nodes(s);
3164         return 0;
3165 }
3166
3167 /*
3168  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3169  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3170  */
3171 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3172 {
3173         down_write(&slub_lock);
3174         s->refcount--;
3175         if (!s->refcount) {
3176                 list_del(&s->list);
3177                 up_write(&slub_lock);
3178                 if (kmem_cache_close(s)) {
3179                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3180                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3181                         dump_stack();
3182                 }
3183                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3184                         rcu_barrier();
3185                 sysfs_slab_remove(s);
3186         } else
3187                 up_write(&slub_lock);
3188 }
3189 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3190
3191 /********************************************************************
3192  *              Kmalloc subsystem
3193  *******************************************************************/
3194
3195 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3196 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3197
3198 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3199
3200 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3201 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3202 #endif
3203
3204 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3205 {
3206         get_option(&str, &slub_min_order);
3207
3208         return 1;
3209 }
3210
3211 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3212
3213 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3214 {
3215         get_option(&str, &slub_max_order);
3216         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3217
3218         return 1;
3219 }
3220
3221 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3222
3223 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3224 {
3225         get_option(&str, &slub_min_objects);
3226
3227         return 1;
3228 }
3229
3230 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3231
3232 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3233 {
3234         slub_nomerge = 1;
3235         return 1;
3236 }
3237
3238 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3239
3240 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3241                                                 int size, unsigned int flags)
3242 {
3243         struct kmem_cache *s;
3244
3245         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3246
3247         /*
3248          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3249          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3250          */
3251         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3252                                                                 flags, NULL))
3253                 goto panic;
3254
3255         list_add(&s->list, &slab_caches);
3256         return s;
3257
3258 panic:
3259         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3260         return NULL;
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3265  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3266  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3267  * fls.
3268  */
3269 static s8 size_index[24] = {
3270         3,      /* 8 */
3271         4,      /* 16 */
3272         5,      /* 24 */
3273         5,      /* 32 */
3274         6,      /* 40 */
3275         6,      /* 48 */
3276         6,      /* 56 */
3277         6,      /* 64 */
3278         1,      /* 72 */
3279         1,      /* 80 */
3280         1,      /* 88 */
3281         1,      /* 96 */
3282         7,      /* 104 */
3283         7,      /* 112 */
3284         7,      /* 120 */
3285         7,      /* 128 */
3286         2,      /* 136 */
3287         2,      /* 144 */
3288         2,      /* 152 */
3289         2,      /* 160 */
3290         2,      /* 168 */
3291         2,      /* 176 */
3292         2,      /* 184 */
3293         2       /* 192 */
3294 };
3295
3296 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3297 {
3298         return (bytes - 1) / 8;
3299 }
3300
3301 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3302 {
3303         int index;
3304
3305         if (size <= 192) {
3306                 if (!size)
3307                         return ZERO_SIZE_PTR;
3308
3309                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3310         } else
3311                 index = fls(size - 1);
3312
3313 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3314         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3315                 return kmalloc_dma_caches[index];
3316
3317 #endif
3318         return kmalloc_caches[index];
3319 }
3320
3321 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3322 {
3323         struct kmem_cache *s;
3324         void *ret;
3325
3326         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3327                 return kmalloc_large(size, flags);
3328
3329         s = get_slab(size, flags);
3330
3331         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3332                 return s;
3333
3334         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3335
3336         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3337
3338         return ret;
3339 }
3340 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3341
3342 #ifdef CONFIG_NUMA
3343 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3344 {
3345         struct page *page;
3346         void *ptr = NULL;
3347
3348         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3349         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3350         if (page)
3351                 ptr = page_address(page);
3352
3353         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3354         return ptr;
3355 }
3356
3357 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3358 {
3359         struct kmem_cache *s;
3360         void *ret;
3361
3362         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3363                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3364
3365                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3366                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3367                                    flags, node);
3368
3369                 return ret;
3370         }
3371
3372         s = get_slab(size, flags);
3373
3374         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3375                 return s;
3376
3377         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3378
3379         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3380
3381         return ret;
3382 }
3383 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3384 #endif
3385
3386 size_t ksize(const void *object)
3387 {
3388         struct page *page;
3389
3390         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3391                 return 0;
3392
3393         page = virt_to_head_page(object);
3394
3395         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3396                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3397                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3398         }
3399
3400         return slab_ksize(page->slab);
3401 }
3402 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3403
3404 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3405 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3406 {
3407         struct page *page;
3408         void *object = (void *)x;
3409         unsigned long flags;
3410         bool rv;
3411
3412         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3413                 return false;
3414
3415         local_irq_save(flags);
3416
3417         page = virt_to_head_page(x);
3418         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3419                 /* maybe it was from stack? */
3420                 rv = true;
3421                 goto out_unlock;
3422         }
3423
3424         slab_lock(page);
3425         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3426                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3427                 rv = false;
3428         } else {
3429                 rv = true;
3430         }
3431         slab_unlock(page);
3432
3433 out_unlock:
3434         local_irq_restore(flags);
3435         return rv;
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3438 #endif
3439
3440 void kfree(const void *x)
3441 {
3442         struct page *page;
3443         void *object = (void *)x;
3444
3445         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3446
3447         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3448                 return;
3449
3450         page = virt_to_head_page(x);
3451         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3452                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3453                 kmemleak_free(x);
3454                 put_page(page);
3455                 return;
3456         }
3457         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3458 }
3459 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3460
3461 /*
3462  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3463  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3464  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3465  * and thus they can be removed from the partial lists.
3466  *
3467  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3468  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3469  * are freed in them.
3470  */
3471 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3472 {
3473         int node;
3474         int i;
3475         struct kmem_cache_node *n;
3476         struct page *page;
3477         struct page *t;
3478         int objects = oo_objects(s->max);
3479         struct list_head *slabs_by_inuse =
3480                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3481         unsigned long flags;
3482
3483         if (!slabs_by_inuse)
3484                 return -ENOMEM;
3485
3486         flush_all(s);
3487         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3488                 n = get_node(s, node);
3489
3490                 if (!n->nr_partial)
3491                         continue;
3492
3493                 for (i = 0; i < objects; i++)
3494                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3495
3496                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3497
3498                 /*
3499                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3500                  *
3501                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3502                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3503                  */
3504                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3505                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3506                         if (!page->inuse)
3507                                 n->nr_partial--;
3508                 }
3509
3510                 /*
3511                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3512                  * first and the least used slabs at the end.
3513                  */
3514                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3515                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3516
3517                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3518
3519                 /* Release empty slabs */
3520                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3521                         discard_slab(s, page);
3522         }
3523
3524         kfree(slabs_by_inuse);
3525         return 0;
3526 }
3527 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3528
3529 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3530 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3531 {
3532         struct kmem_cache *s;
3533
3534         down_read(&slub_lock);
3535         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3536                 kmem_cache_shrink(s);
3537         up_read(&slub_lock);
3538
3539         return 0;
3540 }
3541
3542 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3543 {
3544         struct kmem_cache_node *n;
3545         struct kmem_cache *s;
3546         struct memory_notify *marg = arg;
3547         int offline_node;
3548
3549         offline_node = marg->status_change_nid;
3550
3551         /*
3552          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3553          * for it yet.
3554          */
3555         if (offline_node < 0)
3556                 return;
3557
3558         down_read(&slub_lock);
3559         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3560                 n = get_node(s, offline_node);
3561                 if (n) {
3562                         /*
3563                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3564                          * that is going down. We were unable to free them,
3565                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3566                          * callback. So, we must fail.
3567                          */
3568                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3569
3570                         s->node[offline_node] = NULL;
3571                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3572                 }
3573         }
3574         up_read(&slub_lock);
3575 }
3576
3577 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3578 {
3579         struct kmem_cache_node *n;
3580         struct kmem_cache *s;
3581         struct memory_notify *marg = arg;
3582         int nid = marg->status_change_nid;
3583         int ret = 0;
3584
3585         /*
3586          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3587          * already created. Nothing to do.
3588          */
3589         if (nid < 0)
3590                 return 0;
3591
3592         /*
3593          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3594          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3595          * online.
3596          */
3597         down_read(&slub_lock);
3598         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3599                 /*
3600                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3601                  *      since memory is not yet available from the node that
3602                  *      is brought up.
3603                  */
3604                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3605                 if (!n) {
3606                         ret = -ENOMEM;
3607                         goto out;
3608                 }
3609                 init_kmem_cache_node(n, s);
3610                 s->node[nid] = n;
3611         }
3612 out:
3613         up_read(&slub_lock);
3614         return ret;
3615 }
3616
3617 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3618                                 unsigned long action, void *arg)
3619 {
3620         int ret = 0;
3621
3622         switch (action) {
3623         case MEM_GOING_ONLINE:
3624                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3625                 break;
3626         case MEM_GOING_OFFLINE:
3627                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3628                 break;
3629         case MEM_OFFLINE:
3630         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3631                 slab_mem_offline_callback(arg);
3632                 break;
3633         case MEM_ONLINE:
3634         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3635                 break;
3636         }
3637         if (ret)
3638                 ret = notifier_from_errno(ret);
3639         else
3640                 ret = NOTIFY_OK;
3641         return ret;
3642 }
3643
3644 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3645
3646 /********************************************************************
3647  *                      Basic setup of slabs
3648  *******************************************************************/
3649
3650 /*
3651  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3652  * the page allocator
3653  */
3654
3655 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3656 {
3657         int node;
3658
3659         list_add(&s->list, &slab_caches);
3660         s->refcount = -1;
3661
3662         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3663                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3664                 struct page *p;
3665
3666                 if (n) {
3667                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3668                                 p->slab = s;
3669
3670 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3671                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3672                                 p->slab = s;
3673 #endif
3674                 }
3675         }
3676 }
3677
3678 void __init kmem_cache_init(void)
3679 {
3680         int i;
3681         int caches = 0;
3682         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3683         int order;
3684         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3685         unsigned long kmalloc_size;
3686
3687         if (debug_guardpage_minorder())
3688                 slub_max_order = 0;
3689
3690         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3691                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3692
3693         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3694         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3695         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3696         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3697
3698         /*
3699          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3700          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3701          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3702          */
3703         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3704
3705         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3706                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3707                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3708
3709         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3710
3711         /* Able to allocate the per node structures */
3712         slab_state = PARTIAL;
3713
3714         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3715         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3716                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3717         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3718         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3719
3720         /*
3721          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3722          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3723          * update any list pointers.
3724          */
3725         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3726
3727         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3728         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3729
3730         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3731
3732         caches++;
3733         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3734         caches++;
3735         /* Free temporary boot structure */
3736         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3737
3738         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3739
3740         /*
3741          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3742          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3743          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3744          *
3745          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3746          * handle the index determination for the smaller caches.
3747          *
3748          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3749          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3750          */
3751         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3752                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3753
3754         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3755                 int elem = size_index_elem(i);
3756                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3757                         break;
3758                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3759         }
3760
3761         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3762                 /*
3763                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3764                  * is 64 byte.
3765                  */
3766                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3767                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3768         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3769                 /*
3770                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3771                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3772                  * instead.
3773                  */
3774                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3775                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3776         }
3777
3778         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3779         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3780                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3781                 caches++;
3782         }
3783
3784         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3785                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3786                 caches++;
3787         }
3788
3789         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3790                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3791                 caches++;
3792         }
3793
3794         slab_state = UP;
3795
3796         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3797         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3798                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3799                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3800         }
3801
3802         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3803                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3804                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3805         }
3806
3807         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3808                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3809
3810                 BUG_ON(!s);
3811                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3812         }
3813
3814 #ifdef CONFIG_SMP
3815         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3816 #endif
3817
3818 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3819         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3820                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3821
3822                 if (s && s->size) {
3823                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3824                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3825
3826                         BUG_ON(!name);
3827                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3828                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3829                 }
3830         }
3831 #endif
3832         printk(KERN_INFO
3833                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3834                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3835                 caches, cache_line_size(),
3836                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3837                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3838 }
3839
3840 void __init kmem_cache_init_late(void)
3841 {
3842 }
3843
3844 /*
3845  * Find a mergeable slab cache
3846  */
3847 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3848 {
3849         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3850                 return 1;
3851
3852         if (s->ctor)
3853                 return 1;
3854
3855         /*
3856          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3857          */
3858         if (s->refcount < 0)
3859                 return 1;
3860
3861         return 0;
3862 }
3863
3864 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3865                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3866                 void (*ctor)(void *))
3867 {
3868         struct kmem_cache *s;
3869
3870         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3871                 return NULL;
3872
3873         if (ctor)
3874                 return NULL;
3875
3876         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3877         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3878         size = ALIGN(size, align);
3879         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3880
3881         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3882                 if (slab_unmergeable(s))
3883                         continue;
3884
3885                 if (size > s->size)
3886                         continue;
3887
3888                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3889                                 continue;
3890                 /*
3891                  * Check if alignment is compatible.
3892                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3893                  */
3894                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3895                         continue;
3896
3897                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3898                         continue;
3899
3900                 return s;
3901         }
3902         return NULL;
3903 }
3904
3905 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3906                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3907 {
3908         struct kmem_cache *s;
3909         char *n;
3910
3911         if (WARN_ON(!name))
3912                 return NULL;
3913
3914         down_write(&slub_lock);
3915         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3916         if (s) {
3917                 s->refcount++;
3918                 /*
3919                  * Adjust the object sizes so that we clear
3920                  * the complete object on kzalloc.
3921                  */
3922                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3923                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3924
3925                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3926                         s->refcount--;
3927                         goto err;
3928                 }
3929                 up_write(&slub_lock);
3930                 return s;
3931         }
3932
3933         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3934         if (!n)
3935                 goto err;
3936
3937         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3938         if (s) {
3939                 if (kmem_cache_open(s, n,
3940                                 size, align, flags, ctor)) {
3941                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3942                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3943                                 list_del(&s->list);
3944                                 kfree(n);
3945                                 kfree(s);
3946                                 goto err;
3947                         }
3948                         up_write(&slub_lock);
3949                         return s;
3950                 }
3951                 kfree(n);
3952                 kfree(s);
3953         }
3954 err:
3955         up_write(&slub_lock);
3956
3957         if (flags & SLAB_PANIC)
3958                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3959         else
3960                 s = NULL;
3961         return s;
3962 }
3963 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3964
3965 #ifdef CONFIG_SMP
3966 /*
3967  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3968  * necessary.
3969  */
3970 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3971                 unsigned long action, void *hcpu)
3972 {
3973         long cpu = (long)hcpu;
3974         struct kmem_cache *s;
3975         unsigned long flags;
3976
3977         switch (action) {
3978         case CPU_UP_CANCELED:
3979         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3980         case CPU_DEAD:
3981         case CPU_DEAD_FROZEN:
3982                 down_read(&slub_lock);
3983                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3984                         local_irq_save(flags);
3985                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3986                         local_irq_restore(flags);
3987                 }
3988                 up_read(&slub_lock);
3989                 break;
3990         default:
3991                 break;
3992         }
3993         return NOTIFY_OK;
3994 }
3995
3996 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3997         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3998 };
3999
4000 #endif
4001
4002 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4003 {
4004         struct kmem_cache *s;
4005         void *ret;
4006
4007         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4008                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4009
4010         s = get_slab(size, gfpflags);
4011
4012         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4013                 return s;
4014
4015         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4016
4017         /* Honor the call site pointer we received. */
4018         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4019
4020         return ret;
4021 }
4022
4023 #ifdef CONFIG_NUMA
4024 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4025                                         int node, unsigned long caller)
4026 {
4027         struct kmem_cache *s;
4028         void *ret;
4029
4030         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4031                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4032
4033                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4034                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4035                                    gfpflags, node);
4036
4037                 return ret;
4038         }
4039
4040         s = get_slab(size, gfpflags);
4041
4042         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4043                 return s;
4044
4045         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4046
4047         /* Honor the call site pointer we received. */
4048         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4049
4050         return ret;
4051 }
4052 #endif
4053
4054 #ifdef CONFIG_SYSFS
4055 static int count_inuse(struct page *page)
4056 {
4057         return page->inuse;
4058 }
4059
4060 static int count_total(struct page *page)
4061 {
4062         return page->objects;
4063 }
4064 #endif
4065
4066 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4067 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4068                                                 unsigned long *map)
4069 {
4070         void *p;
4071         void *addr = page_address(page);
4072
4073         if (!check_slab(s, page) ||
4074                         !on_freelist(s, page, NULL))
4075                 return 0;
4076
4077         /* Now we know that a valid freelist exists */
4078         bitmap_zero(map, page->objects);
4079
4080         get_map(s, page, map);
4081         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4082                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4083                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4084                                 return 0;
4085         }
4086
4087         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4088                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4089                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4090                                 return 0;
4091         return 1;
4092 }
4093
4094 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4095                                                 unsigned long *map)
4096 {
4097         slab_lock(page);
4098         validate_slab(s, page, map);
4099         slab_unlock(page);
4100 }
4101
4102 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4103                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4104 {
4105         unsigned long count = 0;
4106         struct page *page;
4107         unsigned long flags;
4108
4109         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4110
4111         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4112                 validate_slab_slab(s, page, map);
4113                 count++;
4114         }
4115         if (count != n->nr_partial)
4116                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4117                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4118
4119         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4120                 goto out;
4121
4122         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4123                 validate_slab_slab(s, page, map);
4124                 count++;
4125         }
4126         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4127                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4128                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4129                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4130
4131 out:
4132         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4133         return count;
4134 }
4135
4136 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4137 {
4138         int node;
4139         unsigned long count = 0;
4140         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4141                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4142
4143         if (!map)
4144                 return -ENOMEM;
4145
4146         flush_all(s);
4147         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4148                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4149
4150                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4151         }
4152         kfree(map);
4153         return count;
4154 }
4155 /*
4156  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4157  * and freed.
4158  */
4159
4160 struct location {
4161         unsigned long count;
4162         unsigned long addr;
4163         long long sum_time;
4164         long min_time;
4165         long max_time;
4166         long min_pid;
4167         long max_pid;
4168         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4169         nodemask_t nodes;
4170 };
4171
4172 struct loc_track {
4173         unsigned long max;
4174         unsigned long count;
4175         struct location *loc;
4176 };
4177
4178 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4179 {
4180         if (t->max)
4181                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4182                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4183 }
4184
4185 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4186 {
4187         struct location *l;
4188         int order;
4189
4190         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4191
4192         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4193         if (!l)
4194                 return 0;
4195
4196         if (t->count) {
4197                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4198                 free_loc_track(t);
4199         }
4200         t->max = max;
4201         t->loc = l;
4202         return 1;
4203 }
4204
4205 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4206                                 const struct track *track)
4207 {
4208         long start, end, pos;
4209         struct location *l;
4210         unsigned long caddr;
4211         unsigned long age = jiffies - track->when;
4212
4213         start = -1;
4214         end = t->count;
4215
4216         for ( ; ; ) {
4217                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4218
4219                 /*
4220                  * There is nothing at "end". If we end up there
4221                  * we need to add something to before end.
4222                  */
4223                 if (pos == end)
4224                         break;
4225
4226                 caddr = t->loc[pos].addr;
4227                 if (track->addr == caddr) {
4228
4229                         l = &t->loc[pos];
4230                         l->count++;
4231                         if (track->when) {
4232                                 l->sum_time += age;
4233                                 if (age < l->min_time)
4234                                         l->min_time = age;
4235                                 if (age > l->max_time)
4236                                         l->max_time = age;
4237
4238                                 if (track->pid < l->min_pid)
4239                                         l->min_pid = track->pid;
4240                                 if (track->pid > l->max_pid)
4241                                         l->max_pid = track->pid;
4242
4243                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4244                                                 to_cpumask(l->cpus));
4245                         }
4246                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4247                         return 1;
4248                 }
4249
4250                 if (track->addr < caddr)
4251                         end = pos;
4252                 else
4253                         start = pos;
4254         }
4255
4256         /*
4257          * Not found. Insert new tracking element.
4258          */
4259         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4260                 return 0;
4261
4262         l = t->loc + pos;
4263         if (pos < t->count)
4264                 memmove(l + 1, l,
4265                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4266         t->count++;
4267         l->count = 1;
4268         l->addr = track->addr;
4269         l->sum_time = age;
4270         l->min_time = age;
4271         l->max_time = age;
4272         l->min_pid = track->pid;
4273         l->max_pid = track->pid;
4274         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4275         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4276         nodes_clear(l->nodes);
4277         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4278         return 1;
4279 }
4280
4281 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4282                 struct page *page, enum track_item alloc,
4283                 unsigned long *map)
4284 {
4285         void *addr = page_address(page);
4286         void *p;
4287
4288         bitmap_zero(map, page->objects);
4289         get_map(s, page, map);
4290
4291         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4292                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4293                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4294 }
4295
4296 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4297                                         enum track_item alloc)
4298 {
4299         int len = 0;
4300         unsigned long i;
4301         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4302         int node;
4303         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4304                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4305
4306         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4307                                      GFP_TEMPORARY)) {
4308                 kfree(map);
4309                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4310         }
4311         /* Push back cpu slabs */
4312         flush_all(s);
4313
4314         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4315                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4316                 unsigned long flags;
4317                 struct page *page;
4318
4319                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4320                         continue;
4321
4322                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4323                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4324                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4325                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4326                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4327                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4328         }
4329
4330         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4331                 struct location *l = &t.loc[i];
4332
4333                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4334                         break;
4335                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4336
4337                 if (l->addr)
4338                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4339                 else
4340                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4341
4342                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4343                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4344                                 l->min_time,
4345                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4346                                 l->max_time);
4347                 } else
4348                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4349                                 l->min_time);
4350
4351                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4352                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4353                                 l->min_pid, l->max_pid);
4354                 else
4355                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4356                                 l->min_pid);
4357
4358                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4359                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4360                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4361                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4362                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4363                                                  to_cpumask(l->cpus));
4364                 }
4365
4366                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4367                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4368                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4369                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4370                                         l->nodes);
4371                 }
4372
4373                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4374         }
4375
4376         free_loc_track(&t);
4377         kfree(map);
4378         if (!t.count)
4379                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4380         return len;
4381 }
4382 #endif
4383
4384 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4385 static void resiliency_test(void)
4386 {
4387         u8 *p;
4388
4389         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4390
4391         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4392         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4393         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4394
4395         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4396         p[16] = 0x12;
4397         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4398                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4399
4400         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4401
4402         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4403         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4404         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4405         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4406                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4407         printk(KERN_ERR
4408                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4409
4410         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4411         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4412         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4413         *p = 0x56;
4414         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4415                                                                         p);
4416         printk(KERN_ERR
4417                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4418         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4419
4420         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4421         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4422         kfree(p);
4423         *p = 0x78;
4424         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4425         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4426
4427         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4428         kfree(p);
4429         p[50] = 0x9a;
4430         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4431                         p);
4432         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4433
4434         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4435         kfree(p);
4436         p[512] = 0xab;
4437         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4438         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4439 }
4440 #else
4441 #ifdef CONFIG_SYSFS
4442 static void resiliency_test(void) {};
4443 #endif
4444 #endif
4445
4446 #ifdef CONFIG_SYSFS
4447 enum slab_stat_type {
4448         SL_ALL,                 /* All slabs */
4449         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4450         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4451         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4452         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4453 };
4454
4455 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4456 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4457 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4458 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4459 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4460
4461 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4462                             char *buf, unsigned long flags)
4463 {
4464         unsigned long total = 0;
4465         int node;
4466         int x;
4467         unsigned long *nodes;
4468         unsigned long *per_cpu;
4469
4470         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4471         if (!nodes)
4472                 return -ENOMEM;
4473         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4474
4475         if (flags & SO_CPU) {
4476                 int cpu;
4477
4478                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4479                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4480                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4481                         struct page *page;
4482
4483                         if (node < 0)
4484                                 continue;
4485                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4486                         if (page) {
4487                                 if (flags & SO_TOTAL)
4488                                         x = page->objects;
4489                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4490                                         x = page->inuse;
4491                                 else
4492                                         x = 1;
4493
4494                                 total += x;
4495                                 nodes[node] += x;
4496                         }
4497                         page = c->partial;
4498
4499                         if (page) {
4500                                 x = page->pobjects;
4501                                 total += x;
4502                                 nodes[node] += x;
4503                         }
4504                         per_cpu[node]++;
4505                 }
4506         }
4507
4508         lock_memory_hotplug();
4509 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4510         if (flags & SO_ALL) {
4511                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4512                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4513
4514                 if (flags & SO_TOTAL)
4515                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4516                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4517                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4518                                 count_partial(n, count_free);
4519
4520                         else
4521                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4522                         total += x;
4523                         nodes[node] += x;
4524                 }
4525
4526         } else
4527 #endif
4528         if (flags & SO_PARTIAL) {
4529                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4530                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4531
4532                         if (flags & SO_TOTAL)
4533                                 x = count_partial(n, count_total);
4534                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4535                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4536                         else
4537                                 x = n->nr_partial;
4538                         total += x;
4539                         nodes[node] += x;
4540                 }
4541         }
4542         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4543 #ifdef CONFIG_NUMA
4544         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4545                 if (nodes[node])
4546                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4547                                         node, nodes[node]);
4548 #endif
4549         unlock_memory_hotplug();
4550         kfree(nodes);
4551         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4552 }
4553
4554 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4555 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4556 {
4557         int node;
4558
4559         for_each_online_node(node) {
4560                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4561
4562                 if (!n)
4563                         continue;
4564
4565                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4566                         return 1;
4567         }
4568         return 0;
4569 }
4570 #endif
4571
4572 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4573 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4574
4575 struct slab_attribute {
4576         struct attribute attr;
4577         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4578         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4579 };
4580
4581 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4582         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4583         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4584
4585 #define SLAB_ATTR(_name) \
4586         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4587         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4588
4589 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4590 {
4591         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4592 }
4593 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4594
4595 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4596 {
4597         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4598 }
4599 SLAB_ATTR_RO(align);
4600
4601 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4602 {
4603         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4604 }
4605 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4606
4607 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4608 {
4609         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4610 }
4611 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4612
4613 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4614                                 const char *buf, size_t length)
4615 {
4616         unsigned long order;
4617         int err;
4618
4619         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4620         if (err)
4621                 return err;
4622
4623         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4624                 return -EINVAL;
4625
4626         calculate_sizes(s, order);
4627         return length;
4628 }
4629
4630 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4633 }
4634 SLAB_ATTR(order);
4635
4636 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4639 }
4640
4641 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4642                                  size_t length)
4643 {
4644         unsigned long min;
4645         int err;
4646
4647         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4648         if (err)
4649                 return err;
4650
4651         set_min_partial(s, min);
4652         return length;
4653 }
4654 SLAB_ATTR(min_partial);
4655
4656 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4657 {
4658         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4659 }
4660
4661 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4662                                  size_t length)
4663 {
4664         unsigned long objects;
4665         int err;
4666
4667         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4668         if (err)
4669                 return err;
4670         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4671                 return -EINVAL;
4672
4673         s->cpu_partial = objects;
4674         flush_all(s);
4675         return length;
4676 }
4677 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4678
4679 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         if (!s->ctor)
4682                 return 0;
4683         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4684 }
4685 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4686
4687 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4688 {
4689         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4690 }
4691 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4692
4693 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4694 {
4695         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4696 }
4697 SLAB_ATTR_RO(partial);
4698
4699 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4700 {
4701         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4702 }
4703 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4704
4705 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4706 {
4707         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4708 }
4709 SLAB_ATTR_RO(objects);
4710
4711 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4712 {
4713         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4714 }
4715 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4716
4717 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4718 {
4719         int objects = 0;
4720         int pages = 0;
4721         int cpu;
4722         int len;
4723
4724         for_each_online_cpu(cpu) {
4725                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4726
4727                 if (page) {
4728                         pages += page->pages;
4729                         objects += page->pobjects;
4730                 }
4731         }
4732
4733         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4734
4735 #ifdef CONFIG_SMP
4736         for_each_online_cpu(cpu) {
4737                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4738
4739                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4740                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4741                                 page->pobjects, page->pages);
4742         }
4743 #endif
4744         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4747
4748 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4749 {
4750         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4751 }
4752
4753 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4754                                 const char *buf, size_t length)
4755 {
4756         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4757         if (buf[0] == '1')
4758                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4759         return length;
4760 }
4761 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4762
4763 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4766 }
4767 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4768
4769 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4770 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4771 {
4772         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4773 }
4774 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4775 #endif
4776
4777 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4778 {
4779         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4780 }
4781 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4782
4783 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4788
4789 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4790 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4793 }
4794 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4795
4796 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4797 {
4798         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4799 }
4800 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4801
4802 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4803 {
4804         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4805 }
4806
4807 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4808                                 const char *buf, size_t length)
4809 {
4810         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4811         if (buf[0] == '1') {
4812                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4813                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4814         }
4815         return length;
4816 }
4817 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4818
4819 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4820 {
4821         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4822 }
4823
4824 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4825                                                         size_t length)
4826 {
4827         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4828         if (buf[0] == '1') {
4829                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4830                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4831         }
4832         return length;
4833 }
4834 SLAB_ATTR(trace);
4835
4836 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4837 {
4838         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4839 }
4840
4841 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4842                                 const char *buf, size_t length)
4843 {
4844         if (any_slab_objects(s))
4845                 return -EBUSY;
4846
4847         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4848         if (buf[0] == '1') {
4849                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4850                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4851         }
4852         calculate_sizes(s, -1);
4853         return length;
4854 }
4855 SLAB_ATTR(red_zone);
4856
4857 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4858 {
4859         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4860 }
4861
4862 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4863                                 const char *buf, size_t length)
4864 {
4865         if (any_slab_objects(s))
4866                 return -EBUSY;
4867
4868         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4869         if (buf[0] == '1') {
4870                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4871                 s->flags |= SLAB_POISON;
4872         }
4873         calculate_sizes(s, -1);
4874         return length;
4875 }
4876 SLAB_ATTR(poison);
4877
4878 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4879 {
4880         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4881 }
4882
4883 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4884                                 const char *buf, size_t length)
4885 {
4886         if (any_slab_objects(s))
4887                 return -EBUSY;
4888
4889         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4890         if (buf[0] == '1') {
4891                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4892                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4893         }
4894         calculate_sizes(s, -1);
4895         return length;
4896 }
4897 SLAB_ATTR(store_user);
4898
4899 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4900 {
4901         return 0;
4902 }
4903
4904 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4905                         const char *buf, size_t length)
4906 {
4907         int ret = -EINVAL;
4908
4909         if (buf[0] == '1') {
4910                 ret = validate_slab_cache(s);
4911                 if (ret >= 0)
4912                         ret = length;
4913         }
4914         return ret;
4915 }
4916 SLAB_ATTR(validate);
4917
4918 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4919 {
4920         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4921                 return -ENOSYS;
4922         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4923 }
4924 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4925
4926 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4927 {
4928         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4929                 return -ENOSYS;
4930         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4931 }
4932 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4933 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4934
4935 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4936 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4939 }
4940
4941 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4942                                                         size_t length)
4943 {
4944         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4945         if (buf[0] == '1')
4946                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4947         return length;
4948 }
4949 SLAB_ATTR(failslab);
4950 #endif
4951
4952 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4953 {
4954         return 0;
4955 }
4956
4957 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4958                         const char *buf, size_t length)
4959 {
4960         if (buf[0] == '1') {
4961                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4962
4963                 if (rc)
4964                         return rc;
4965         } else
4966                 return -EINVAL;
4967         return length;
4968 }
4969 SLAB_ATTR(shrink);
4970
4971 #ifdef CONFIG_NUMA
4972 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4973 {
4974         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4975 }
4976
4977 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4978                                 const char *buf, size_t length)
4979 {
4980         unsigned long ratio;
4981         int err;
4982
4983         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4984         if (err)
4985                 return err;
4986
4987         if (ratio <= 100)
4988                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4989
4990         return length;
4991 }
4992 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4993 #endif
4994
4995 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4996 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4997 {
4998         unsigned long sum  = 0;
4999         int cpu;
5000         int len;
5001         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5002
5003         if (!data)
5004                 return -ENOMEM;
5005
5006         for_each_online_cpu(cpu) {
5007                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5008
5009                 data[cpu] = x;
5010                 sum += x;
5011         }
5012
5013         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5014
5015 #ifdef CONFIG_SMP
5016         for_each_online_cpu(cpu) {
5017                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5018                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5019         }
5020 #endif
5021         kfree(data);
5022         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5023 }
5024
5025 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5026 {
5027         int cpu;
5028
5029         for_each_online_cpu(cpu)
5030                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5031 }
5032
5033 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5034 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5035 {                                                               \
5036         return show_stat(s, buf, si);                           \
5037 }                                                               \
5038 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5039                                 const char *buf, size_t length) \
5040 {                                                               \
5041         if (buf[0] != '0')                                      \
5042                 return -EINVAL;                                 \
5043         clear_stat(s, si);                                      \
5044         return length;                                          \
5045 }                                                               \
5046 SLAB_ATTR(text);                                                \
5047
5048 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5049 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5050 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5051 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5052 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5053 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5054 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5055 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5056 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5057 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5058 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5059 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5060 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5061 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5062 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5063 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5064 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5065 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5066 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5067 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5068 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5069 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5070 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5071 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5072 #endif
5073
5074 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5075         &slab_size_attr.attr,
5076         &object_size_attr.attr,
5077         &objs_per_slab_attr.attr,
5078         &order_attr.attr,
5079         &min_partial_attr.attr,
5080         &cpu_partial_attr.attr,
5081         &objects_attr.attr,
5082         &objects_partial_attr.attr,
5083         &partial_attr.attr,
5084         &cpu_slabs_attr.attr,
5085         &ctor_attr.attr,
5086         &aliases_attr.attr,
5087         &align_attr.attr,
5088         &hwcache_align_attr.attr,
5089         &reclaim_account_attr.attr,
5090         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5091         &shrink_attr.attr,
5092         &reserved_attr.attr,
5093         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5094 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5095         &total_objects_attr.attr,
5096         &slabs_attr.attr,
5097         &sanity_checks_attr.attr,
5098         &trace_attr.attr,
5099         &red_zone_attr.attr,
5100         &poison_attr.attr,
5101         &store_user_attr.attr,
5102         &validate_attr.attr,
5103         &alloc_calls_attr.attr,
5104         &free_calls_attr.attr,
5105 #endif
5106 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5107         &cache_dma_attr.attr,
5108 #endif
5109 #ifdef CONFIG_NUMA
5110         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5111 #endif
5112 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5113         &alloc_fastpath_attr.attr,
5114         &alloc_slowpath_attr.attr,
5115         &free_fastpath_attr.attr,
5116         &free_slowpath_attr.attr,
5117         &free_frozen_attr.attr,
5118         &free_add_partial_attr.attr,
5119         &free_remove_partial_attr.attr,
5120         &alloc_from_partial_attr.attr,
5121         &alloc_slab_attr.attr,
5122         &alloc_refill_attr.attr,
5123         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5124         &free_slab_attr.attr,
5125         &cpuslab_flush_attr.attr,
5126         &deactivate_full_attr.attr,
5127         &deactivate_empty_attr.attr,
5128         &deactivate_to_head_attr.attr,
5129         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5130         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5131         &deactivate_bypass_attr.attr,
5132         &order_fallback_attr.attr,
5133         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5134         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5135         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5136         &cpu_partial_free_attr.attr,
5137 #endif
5138 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5139         &failslab_attr.attr,
5140 #endif
5141
5142         NULL
5143 };
5144
5145 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5146         .attrs = slab_attrs,
5147 };
5148
5149 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5150                                 struct attribute *attr,
5151                                 char *buf)
5152 {
5153         struct slab_attribute *attribute;
5154         struct kmem_cache *s;
5155         int err;
5156
5157         attribute = to_slab_attr(attr);
5158         s = to_slab(kobj);
5159
5160         if (!attribute->show)
5161                 return -EIO;
5162
5163         err = attribute->show(s, buf);
5164
5165         return err;
5166 }
5167
5168 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5169                                 struct attribute *attr,
5170                                 const char *buf, size_t len)
5171 {
5172         struct slab_attribute *attribute;
5173         struct kmem_cache *s;
5174         int err;
5175
5176         attribute = to_slab_attr(attr);
5177         s = to_slab(kobj);
5178
5179         if (!attribute->store)
5180                 return -EIO;
5181
5182         err = attribute->store(s, buf, len);
5183
5184         return err;
5185 }
5186
5187 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5188 {
5189         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5190
5191         kfree(s->name);
5192         kfree(s);
5193 }
5194
5195 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5196         .show = slab_attr_show,
5197         .store = slab_attr_store,
5198 };
5199
5200 static struct kobj_type slab_ktype = {
5201         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5202         .release = kmem_cache_release
5203 };
5204
5205 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5206 {
5207         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5208
5209         if (ktype == &slab_ktype)
5210                 return 1;
5211         return 0;
5212 }
5213
5214 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5215         .filter = uevent_filter,
5216 };
5217
5218 static struct kset *slab_kset;
5219
5220 #define ID_STR_LENGTH 64
5221
5222 /* Create a unique string id for a slab cache:
5223  *
5224  * Format       :[flags-]size
5225  */
5226 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5227 {
5228         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5229         char *p = name;
5230
5231         BUG_ON(!name);
5232
5233         *p++ = ':';
5234         /*
5235          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5236          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5237          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5238          * are matched during merging to guarantee that the id is
5239          * unique.
5240          */
5241         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5242                 *p++ = 'd';
5243         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5244                 *p++ = 'a';
5245         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5246                 *p++ = 'F';
5247         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5248                 *p++ = 't';
5249         if (p != name + 1)
5250                 *p++ = '-';
5251         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5252         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5253         return name;
5254 }
5255
5256 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5257 {
5258         int err;
5259         const char *name;
5260         int unmergeable;
5261
5262         if (slab_state < SYSFS)
5263                 /* Defer until later */
5264                 return 0;
5265
5266         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5267         if (unmergeable) {
5268                 /*
5269                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5270                  * This is typically the case for debug situations. In that
5271                  * case we can catch duplicate names easily.
5272                  */
5273                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5274                 name = s->name;
5275         } else {
5276                 /*
5277                  * Create a unique name for the slab as a target
5278                  * for the symlinks.
5279                  */
5280                 name = create_unique_id(s);
5281         }
5282
5283         s->kobj.kset = slab_kset;
5284         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5285         if (err) {
5286                 kobject_put(&s->kobj);
5287                 return err;
5288         }
5289
5290         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5291         if (err) {
5292                 kobject_del(&s->kobj);
5293                 kobject_put(&s->kobj);
5294                 return err;
5295         }
5296         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5297         if (!unmergeable) {
5298                 /* Setup first alias */
5299                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5300                 kfree(name);
5301         }
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5306 {
5307         if (slab_state < SYSFS)
5308                 /*
5309                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5310                  * cache from sysfs.
5311                  */
5312                 return;
5313
5314         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5315         kobject_del(&s->kobj);
5316         kobject_put(&s->kobj);
5317 }
5318
5319 /*
5320  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5321  * available lest we lose that information.
5322  */
5323 struct saved_alias {
5324         struct kmem_cache *s;
5325         const char *name;
5326         struct saved_alias *next;
5327 };
5328
5329 static struct saved_alias *alias_list;
5330
5331 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5332 {
5333         struct saved_alias *al;
5334
5335         if (slab_state == SYSFS) {
5336                 /*
5337                  * If we have a leftover link then remove it.
5338                  */
5339                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5340                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5341         }
5342
5343         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5344         if (!al)
5345                 return -ENOMEM;
5346
5347         al->s = s;
5348         al->name = name;
5349         al->next = alias_list;
5350         alias_list = al;
5351         return 0;
5352 }
5353
5354 static int __init slab_sysfs_init(void)
5355 {
5356         struct kmem_cache *s;
5357         int err;
5358
5359         down_write(&slub_lock);
5360
5361         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5362         if (!slab_kset) {
5363                 up_write(&slub_lock);
5364                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5365                 return -ENOSYS;
5366         }
5367
5368         slab_state = SYSFS;
5369
5370         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5371                 err = sysfs_slab_add(s);
5372                 if (err)
5373                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5374                                                 " to sysfs\n", s->name);
5375         }
5376
5377         while (alias_list) {
5378                 struct saved_alias *al = alias_list;
5379
5380                 alias_list = alias_list->next;
5381                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5382                 if (err)
5383                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5384                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5385                 kfree(al);
5386         }
5387
5388         up_write(&slub_lock);
5389         resiliency_test();
5390         return 0;
5391 }
5392
5393 __initcall(slab_sysfs_init);
5394 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5395
5396 /*
5397  * The /proc/slabinfo ABI
5398  */
5399 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5400 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5401 {
5402         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5403         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5404                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5405         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5406         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5407         seq_putc(m, '\n');
5408 }
5409
5410 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5411 {
5412         loff_t n = *pos;
5413
5414         down_read(&slub_lock);
5415         if (!n)
5416                 print_slabinfo_header(m);
5417
5418         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5419 }
5420
5421 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5422 {
5423         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5424 }
5425
5426 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5427 {
5428         up_read(&slub_lock);
5429 }
5430
5431 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5432 {
5433         unsigned long nr_partials = 0;
5434         unsigned long nr_slabs = 0;
5435         unsigned long nr_inuse = 0;
5436         unsigned long nr_objs = 0;
5437         unsigned long nr_free = 0;
5438         struct kmem_cache *s;
5439         int node;
5440
5441         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5442
5443         for_each_online_node(node) {
5444                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5445
5446                 if (!n)
5447                         continue;
5448
5449                 nr_partials += n->nr_partial;
5450                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5451                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5452                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5453         }
5454
5455         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5456
5457         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5458                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5459                    (1 << oo_order(s->oo)));
5460         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5461         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5462                    0UL);
5463         seq_putc(m, '\n');
5464         return 0;
5465 }
5466
5467 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5468         .start = s_start,
5469         .next = s_next,
5470         .stop = s_stop,
5471         .show = s_show,
5472 };
5473
5474 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5475 {
5476         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5477 }
5478
5479 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5480         .open           = slabinfo_open,
5481         .read           = seq_read,
5482         .llseek         = seq_lseek,
5483         .release        = seq_release,
5484 };
5485
5486 static int __init slab_proc_init(void)
5487 {
5488         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5489         return 0;
5490 }
5491 module_init(slab_proc_init);
5492 #endif /* CONFIG_SLABINFO */