slub: Fix kmem_cache_destroy() with SLAB_DESTROY_BY_RCU
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/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
32 /*
33  * Lock order:
34  *   1. slab_lock(page)
35  *   2. slab->list_lock
36  *
37  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
38  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
39  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
40  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
41  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
42  *   the page_struct of the slab.
43  *
44  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
45  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
46  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
47  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
48  *   modified without taking the list lock).
49  *
50  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
51  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
52  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
53  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
54  *   the list lock.
55  *
56  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
57  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
58  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
59  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
60  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
61  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
62  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
63  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
64  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
65  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
66  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
67  *   no danger of cacheline contention.
68  *
69  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
70  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
71  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
72  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
73  *
74  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
75  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
76  *
77  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
78  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
79  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
80  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
81  * cannot scan all objects.
82  *
83  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
84  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
85  * fast frees and allocs.
86  *
87  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
88  *
89  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
90  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
91  *                      such as satisfying allocations for a specific
92  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
93  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
94  *                      list operations. It is up to the processor holding
95  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
96  *                      when the slab is no longer needed.
97  *
98  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
99  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
100  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
101  *                      freelist that allows lockless access to
102  *                      free objects in addition to the regular freelist
103  *                      that requires the slab lock.
104  *
105  * PageError            Slab requires special handling due to debug
106  *                      options set. This moves slab handling out of
107  *                      the fast path and disables lockless freelists.
108  */
109
110 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
111 #define SLABDEBUG 1
112 #else
113 #define SLABDEBUG 0
114 #endif
115
116 /*
117  * Issues still to be resolved:
118  *
119  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
120  *
121  * - Variable sizing of the per node arrays
122  */
123
124 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
125 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
126
127 /*
128  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
129  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
130  */
131 #define MIN_PARTIAL 5
132
133 /*
134  * Maximum number of desirable partial slabs.
135  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
136  * sort the partial list by the number of objects in the.
137  */
138 #define MAX_PARTIAL 10
139
140 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
141                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
142
143 /*
144  * Set of flags that will prevent slab merging
145  */
146 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
147                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
148
149 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
150                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
151
152 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
158 #endif
159
160 #define OO_SHIFT        16
161 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
162 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
163
164 /* Internal SLUB flags */
165 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
166 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
167
168 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
169
170 #ifdef CONFIG_SMP
171 static struct notifier_block slab_notifier;
172 #endif
173
174 static enum {
175         DOWN,           /* No slab functionality available */
176         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
177         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
178         SYSFS           /* Sysfs up */
179 } slab_state = DOWN;
180
181 /* A list of all slab caches on the system */
182 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
183 static LIST_HEAD(slab_caches);
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 struct track {
189         unsigned long addr;     /* Called from address */
190         int cpu;                /* Was running on cpu */
191         int pid;                /* Pid context */
192         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
193 };
194
195 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
196
197 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
198 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
199 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
200 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
201
202 #else
203 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
204 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
205                                                         { return 0; }
206 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
207 {
208         kfree(s);
209 }
210
211 #endif
212
213 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
214 {
215 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
216         c->stat[si]++;
217 #endif
218 }
219
220 /********************************************************************
221  *                      Core slab cache functions
222  *******************************************************************/
223
224 int slab_is_available(void)
225 {
226         return slab_state >= UP;
227 }
228
229 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
230 {
231 #ifdef CONFIG_NUMA
232         return s->node[node];
233 #else
234         return &s->local_node;
235 #endif
236 }
237
238 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
239 {
240 #ifdef CONFIG_SMP
241         return s->cpu_slab[cpu];
242 #else
243         return &s->cpu_slab;
244 #endif
245 }
246
247 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
248 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
249                                 struct page *page, const void *object)
250 {
251         void *base;
252
253         if (!object)
254                 return 1;
255
256         base = page_address(page);
257         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
258                 (object - base) % s->size) {
259                 return 0;
260         }
261
262         return 1;
263 }
264
265 /*
266  * Slow version of get and set free pointer.
267  *
268  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
269  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
270  * from the page struct.
271  */
272 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         return *(void **)(object + s->offset);
275 }
276
277 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
278 {
279         *(void **)(object + s->offset) = fp;
280 }
281
282 /* Loop over all objects in a slab */
283 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
284         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
285                         __p += (__s)->size)
286
287 /* Scan freelist */
288 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
289         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
290
291 /* Determine object index from a given position */
292 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
293 {
294         return (p - addr) / s->size;
295 }
296
297 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
298                                                 unsigned long size)
299 {
300         struct kmem_cache_order_objects x = {
301                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
302         };
303
304         return x;
305 }
306
307 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
308 {
309         return x.x >> OO_SHIFT;
310 }
311
312 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
313 {
314         return x.x & OO_MASK;
315 }
316
317 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
318 /*
319  * Debug settings:
320  */
321 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
322 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
323 #else
324 static int slub_debug;
325 #endif
326
327 static char *slub_debug_slabs;
328
329 /*
330  * Object debugging
331  */
332 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
333 {
334         int i, offset;
335         int newline = 1;
336         char ascii[17];
337
338         ascii[16] = 0;
339
340         for (i = 0; i < length; i++) {
341                 if (newline) {
342                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
343                         newline = 0;
344                 }
345                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
346                 offset = i % 16;
347                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
348                 if (offset == 15) {
349                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
350                         newline = 1;
351                 }
352         }
353         if (!newline) {
354                 i %= 16;
355                 while (i < 16) {
356                         printk(KERN_CONT "   ");
357                         ascii[i] = ' ';
358                         i++;
359                 }
360                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
361         }
362 }
363
364 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
365         enum track_item alloc)
366 {
367         struct track *p;
368
369         if (s->offset)
370                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
371         else
372                 p = object + s->inuse;
373
374         return p + alloc;
375 }
376
377 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
378                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
379 {
380         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
381
382         if (addr) {
383                 p->addr = addr;
384                 p->cpu = smp_processor_id();
385                 p->pid = current->pid;
386                 p->when = jiffies;
387         } else
388                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
389 }
390
391 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
392 {
393         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
394                 return;
395
396         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
397         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
398 }
399
400 static void print_track(const char *s, struct track *t)
401 {
402         if (!t->addr)
403                 return;
404
405         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
406                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
407 }
408
409 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
410 {
411         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
412                 return;
413
414         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
415         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
416 }
417
418 static void print_page_info(struct page *page)
419 {
420         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
421                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
422
423 }
424
425 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
426 {
427         va_list args;
428         char buf[100];
429
430         va_start(args, fmt);
431         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
432         va_end(args);
433         printk(KERN_ERR "========================================"
434                         "=====================================\n");
435         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
436         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
437                         "-------------------------------------\n\n");
438 }
439
440 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
441 {
442         va_list args;
443         char buf[100];
444
445         va_start(args, fmt);
446         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
447         va_end(args);
448         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
449 }
450
451 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
452 {
453         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
454         u8 *addr = page_address(page);
455
456         print_tracking(s, p);
457
458         print_page_info(page);
459
460         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
461                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
462
463         if (p > addr + 16)
464                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
465
466         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
467
468         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
469                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
470                         s->inuse - s->objsize);
471
472         if (s->offset)
473                 off = s->offset + sizeof(void *);
474         else
475                 off = s->inuse;
476
477         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
478                 off += 2 * sizeof(struct track);
479
480         if (off != s->size)
481                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
482                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
483
484         dump_stack();
485 }
486
487 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
488                         u8 *object, char *reason)
489 {
490         slab_bug(s, "%s", reason);
491         print_trailer(s, page, object);
492 }
493
494 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
495 {
496         va_list args;
497         char buf[100];
498
499         va_start(args, fmt);
500         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
501         va_end(args);
502         slab_bug(s, "%s", buf);
503         print_page_info(page);
504         dump_stack();
505 }
506
507 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
508 {
509         u8 *p = object;
510
511         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
512                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
513                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
514         }
515
516         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
517                 memset(p + s->objsize,
518                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
519                         s->inuse - s->objsize);
520 }
521
522 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
523 {
524         while (bytes) {
525                 if (*start != (u8)value)
526                         return start;
527                 start++;
528                 bytes--;
529         }
530         return NULL;
531 }
532
533 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
534                                                 void *from, void *to)
535 {
536         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
537         memset(from, data, to - from);
538 }
539
540 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
541                         u8 *object, char *what,
542                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
543 {
544         u8 *fault;
545         u8 *end;
546
547         fault = check_bytes(start, value, bytes);
548         if (!fault)
549                 return 1;
550
551         end = start + bytes;
552         while (end > fault && end[-1] == value)
553                 end--;
554
555         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
556         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
557                                         fault, end - 1, fault[0], value);
558         print_trailer(s, page, object);
559
560         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Object layout:
566  *
567  * object address
568  *      Bytes of the object to be managed.
569  *      If the freepointer may overlay the object then the free
570  *      pointer is the first word of the object.
571  *
572  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
573  *      0xa5 (POISON_END)
574  *
575  * object + s->objsize
576  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
577  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
578  *      objsize == inuse.
579  *
580  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
581  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
582  *
583  * object + s->inuse
584  *      Meta data starts here.
585  *
586  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
587  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
588  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
589  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
590  *              before the word boundary.
591  *
592  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
593  *
594  * object + s->size
595  *      Nothing is used beyond s->size.
596  *
597  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
598  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
599  * may be used with merged slabcaches.
600  */
601
602 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
603 {
604         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
605
606         if (s->offset)
607                 /* Freepointer is placed after the object. */
608                 off += sizeof(void *);
609
610         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
611                 /* We also have user information there */
612                 off += 2 * sizeof(struct track);
613
614         if (s->size == off)
615                 return 1;
616
617         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
618                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
619 }
620
621 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
622 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
623 {
624         u8 *start;
625         u8 *fault;
626         u8 *end;
627         int length;
628         int remainder;
629
630         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
631                 return 1;
632
633         start = page_address(page);
634         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
635         end = start + length;
636         remainder = length % s->size;
637         if (!remainder)
638                 return 1;
639
640         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
641         if (!fault)
642                 return 1;
643         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
644                 end--;
645
646         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
647         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
648
649         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
650         return 0;
651 }
652
653 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
654                                         void *object, int active)
655 {
656         u8 *p = object;
657         u8 *endobject = object + s->objsize;
658
659         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
660                 unsigned int red =
661                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
662
663                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
664                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
665                         return 0;
666         } else {
667                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
668                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
669                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
670                 }
671         }
672
673         if (s->flags & SLAB_POISON) {
674                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
675                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
676                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
677                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
678                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
679                         return 0;
680                 /*
681                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
682                  */
683                 check_pad_bytes(s, page, p);
684         }
685
686         if (!s->offset && active)
687                 /*
688                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
689                  * freepointer while object is allocated.
690                  */
691                 return 1;
692
693         /* Check free pointer validity */
694         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
695                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
696                 /*
697                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
698                  * of the free objects in this slab. May cause
699                  * another error because the object count is now wrong.
700                  */
701                 set_freepointer(s, p, NULL);
702                 return 0;
703         }
704         return 1;
705 }
706
707 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
708 {
709         int maxobj;
710
711         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
712
713         if (!PageSlab(page)) {
714                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
715                 return 0;
716         }
717
718         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
719         if (page->objects > maxobj) {
720                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
721                         s->name, page->objects, maxobj);
722                 return 0;
723         }
724         if (page->inuse > page->objects) {
725                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
726                         s->name, page->inuse, page->objects);
727                 return 0;
728         }
729         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
730         slab_pad_check(s, page);
731         return 1;
732 }
733
734 /*
735  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
736  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
737  */
738 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
739 {
740         int nr = 0;
741         void *fp = page->freelist;
742         void *object = NULL;
743         unsigned long max_objects;
744
745         while (fp && nr <= page->objects) {
746                 if (fp == search)
747                         return 1;
748                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
749                         if (object) {
750                                 object_err(s, page, object,
751                                         "Freechain corrupt");
752                                 set_freepointer(s, object, NULL);
753                                 break;
754                         } else {
755                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
756                                 page->freelist = NULL;
757                                 page->inuse = page->objects;
758                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
759                                 return 0;
760                         }
761                         break;
762                 }
763                 object = fp;
764                 fp = get_freepointer(s, object);
765                 nr++;
766         }
767
768         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
769         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
770                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
771
772         if (page->objects != max_objects) {
773                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
774                         "should be %d", page->objects, max_objects);
775                 page->objects = max_objects;
776                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
777         }
778         if (page->inuse != page->objects - nr) {
779                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
780                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
781                 page->inuse = page->objects - nr;
782                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
783         }
784         return search == NULL;
785 }
786
787 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
788                                                                 int alloc)
789 {
790         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
791                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
792                         s->name,
793                         alloc ? "alloc" : "free",
794                         object, page->inuse,
795                         page->freelist);
796
797                 if (!alloc)
798                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
799
800                 dump_stack();
801         }
802 }
803
804 /*
805  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
806  */
807 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
808 {
809         spin_lock(&n->list_lock);
810         list_add(&page->lru, &n->full);
811         spin_unlock(&n->list_lock);
812 }
813
814 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
815 {
816         struct kmem_cache_node *n;
817
818         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
819                 return;
820
821         n = get_node(s, page_to_nid(page));
822
823         spin_lock(&n->list_lock);
824         list_del(&page->lru);
825         spin_unlock(&n->list_lock);
826 }
827
828 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
829 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
830 {
831         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
832
833         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
834 }
835
836 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
837 {
838         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
839 }
840
841 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
842 {
843         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
844
845         /*
846          * May be called early in order to allocate a slab for the
847          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
848          * dilemma by deferring the increment of the count during
849          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
850          */
851         if (!NUMA_BUILD || n) {
852                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
853                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
854         }
855 }
856 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
857 {
858         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
859
860         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
861         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
862 }
863
864 /* Object debug checks for alloc/free paths */
865 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
866                                                                 void *object)
867 {
868         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
869                 return;
870
871         init_object(s, object, 0);
872         init_tracking(s, object);
873 }
874
875 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
876                                         void *object, unsigned long addr)
877 {
878         if (!check_slab(s, page))
879                 goto bad;
880
881         if (!on_freelist(s, page, object)) {
882                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
883                 goto bad;
884         }
885
886         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
887                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
888                 goto bad;
889         }
890
891         if (!check_object(s, page, object, 0))
892                 goto bad;
893
894         /* Success perform special debug activities for allocs */
895         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
896                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
897         trace(s, page, object, 1);
898         init_object(s, object, 1);
899         return 1;
900
901 bad:
902         if (PageSlab(page)) {
903                 /*
904                  * If this is a slab page then lets do the best we can
905                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
906                  * as used avoids touching the remaining objects.
907                  */
908                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
909                 page->inuse = page->objects;
910                 page->freelist = NULL;
911         }
912         return 0;
913 }
914
915 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
916                                         void *object, unsigned long addr)
917 {
918         if (!check_slab(s, page))
919                 goto fail;
920
921         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
922                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
923                 goto fail;
924         }
925
926         if (on_freelist(s, page, object)) {
927                 object_err(s, page, object, "Object already free");
928                 goto fail;
929         }
930
931         if (!check_object(s, page, object, 1))
932                 return 0;
933
934         if (unlikely(s != page->slab)) {
935                 if (!PageSlab(page)) {
936                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
937                                 "outside of slab", object);
938                 } else if (!page->slab) {
939                         printk(KERN_ERR
940                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
941                                                 object);
942                         dump_stack();
943                 } else
944                         object_err(s, page, object,
945                                         "page slab pointer corrupt.");
946                 goto fail;
947         }
948
949         /* Special debug activities for freeing objects */
950         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
951                 remove_full(s, page);
952         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
953                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
954         trace(s, page, object, 0);
955         init_object(s, object, 0);
956         return 1;
957
958 fail:
959         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
960         return 0;
961 }
962
963 static int __init setup_slub_debug(char *str)
964 {
965         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
966         if (*str++ != '=' || !*str)
967                 /*
968                  * No options specified. Switch on full debugging.
969                  */
970                 goto out;
971
972         if (*str == ',')
973                 /*
974                  * No options but restriction on slabs. This means full
975                  * debugging for slabs matching a pattern.
976                  */
977                 goto check_slabs;
978
979         slub_debug = 0;
980         if (*str == '-')
981                 /*
982                  * Switch off all debugging measures.
983                  */
984                 goto out;
985
986         /*
987          * Determine which debug features should be switched on
988          */
989         for (; *str && *str != ','; str++) {
990                 switch (tolower(*str)) {
991                 case 'f':
992                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
993                         break;
994                 case 'z':
995                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
996                         break;
997                 case 'p':
998                         slub_debug |= SLAB_POISON;
999                         break;
1000                 case 'u':
1001                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1002                         break;
1003                 case 't':
1004                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1005                         break;
1006                 default:
1007                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1008                                 "unknown. skipped\n", *str);
1009                 }
1010         }
1011
1012 check_slabs:
1013         if (*str == ',')
1014                 slub_debug_slabs = str + 1;
1015 out:
1016         return 1;
1017 }
1018
1019 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1020
1021 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1022         unsigned long flags, const char *name,
1023         void (*ctor)(void *))
1024 {
1025         /*
1026          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1027          */
1028         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1029             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1030                         flags |= slub_debug;
1031
1032         return flags;
1033 }
1034 #else
1035 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1036                         struct page *page, void *object) {}
1037
1038 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1039         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1040
1041 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1042         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1043
1044 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1045                         { return 1; }
1046 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1047                         void *object, int active) { return 1; }
1048 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1049 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1050         unsigned long flags, const char *name,
1051         void (*ctor)(void *))
1052 {
1053         return flags;
1054 }
1055 #define slub_debug 0
1056
1057 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1058                                                         { return 0; }
1059 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1060                                                         { return 0; }
1061 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1062                                                         int objects) {}
1063 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1064                                                         int objects) {}
1065 #endif
1066
1067 /*
1068  * Slab allocation and freeing
1069  */
1070 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1071                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1072 {
1073         int order = oo_order(oo);
1074
1075         flags |= __GFP_NOTRACK;
1076
1077         if (node == -1)
1078                 return alloc_pages(flags, order);
1079         else
1080                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1081 }
1082
1083 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1084 {
1085         struct page *page;
1086         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1087         gfp_t alloc_gfp;
1088
1089         flags |= s->allocflags;
1090
1091         /*
1092          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1093          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1094          */
1095         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1096
1097         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1098         if (unlikely(!page)) {
1099                 oo = s->min;
1100                 /*
1101                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1102                  * Try a lower order alloc if possible
1103                  */
1104                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1105                 if (!page)
1106                         return NULL;
1107
1108                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1109         }
1110
1111         if (kmemcheck_enabled
1112                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS)))
1113         {
1114                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1115
1116                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1117
1118                 /*
1119                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1120                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1121                  */
1122                 if (s->ctor)
1123                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1124                 else
1125                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1126         }
1127
1128         page->objects = oo_objects(oo);
1129         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1130                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1131                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1132                 1 << oo_order(oo));
1133
1134         return page;
1135 }
1136
1137 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1138                                 void *object)
1139 {
1140         setup_object_debug(s, page, object);
1141         if (unlikely(s->ctor))
1142                 s->ctor(object);
1143 }
1144
1145 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1146 {
1147         struct page *page;
1148         void *start;
1149         void *last;
1150         void *p;
1151
1152         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1153
1154         page = allocate_slab(s,
1155                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1156         if (!page)
1157                 goto out;
1158
1159         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1160         page->slab = s;
1161         page->flags |= 1 << PG_slab;
1162         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1163                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1164                 __SetPageSlubDebug(page);
1165
1166         start = page_address(page);
1167
1168         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1169                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1170
1171         last = start;
1172         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1173                 setup_object(s, page, last);
1174                 set_freepointer(s, last, p);
1175                 last = p;
1176         }
1177         setup_object(s, page, last);
1178         set_freepointer(s, last, NULL);
1179
1180         page->freelist = start;
1181         page->inuse = 0;
1182 out:
1183         return page;
1184 }
1185
1186 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1187 {
1188         int order = compound_order(page);
1189         int pages = 1 << order;
1190
1191         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1192                 void *p;
1193
1194                 slab_pad_check(s, page);
1195                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1196                                                 page->objects)
1197                         check_object(s, page, p, 0);
1198                 __ClearPageSlubDebug(page);
1199         }
1200
1201         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1202
1203         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1204                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1205                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1206                 -pages);
1207
1208         __ClearPageSlab(page);
1209         reset_page_mapcount(page);
1210         if (current->reclaim_state)
1211                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1212         __free_pages(page, order);
1213 }
1214
1215 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1216 {
1217         struct page *page;
1218
1219         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1220         __free_slab(page->slab, page);
1221 }
1222
1223 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1224 {
1225         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1226                 /*
1227                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1228                  */
1229                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1230
1231                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1232         } else
1233                 __free_slab(s, page);
1234 }
1235
1236 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1237 {
1238         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1239         free_slab(s, page);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Per slab locking using the pagelock
1244  */
1245 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1246 {
1247         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1248 }
1249
1250 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1251 {
1252         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1253 }
1254
1255 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1256 {
1257         int rc = 1;
1258
1259         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1260         return rc;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Management of partially allocated slabs
1265  */
1266 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1267                                 struct page *page, int tail)
1268 {
1269         spin_lock(&n->list_lock);
1270         n->nr_partial++;
1271         if (tail)
1272                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1273         else
1274                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1275         spin_unlock(&n->list_lock);
1276 }
1277
1278 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1279 {
1280         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1281
1282         spin_lock(&n->list_lock);
1283         list_del(&page->lru);
1284         n->nr_partial--;
1285         spin_unlock(&n->list_lock);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Lock slab and remove from the partial list.
1290  *
1291  * Must hold list_lock.
1292  */
1293 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1294                                                         struct page *page)
1295 {
1296         if (slab_trylock(page)) {
1297                 list_del(&page->lru);
1298                 n->nr_partial--;
1299                 __SetPageSlubFrozen(page);
1300                 return 1;
1301         }
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1307  */
1308 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1309 {
1310         struct page *page;
1311
1312         /*
1313          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1314          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1315          * partial slab and there is none available then get_partials()
1316          * will return NULL.
1317          */
1318         if (!n || !n->nr_partial)
1319                 return NULL;
1320
1321         spin_lock(&n->list_lock);
1322         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1323                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1324                         goto out;
1325         page = NULL;
1326 out:
1327         spin_unlock(&n->list_lock);
1328         return page;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1333  */
1334 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1335 {
1336 #ifdef CONFIG_NUMA
1337         struct zonelist *zonelist;
1338         struct zoneref *z;
1339         struct zone *zone;
1340         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1341         struct page *page;
1342
1343         /*
1344          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1345          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1346          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1347          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1348          *
1349          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1350          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1351          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1352          * from other nodes and filled up.
1353          *
1354          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1355          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1356          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1357          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1358          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1359          * with available objects.
1360          */
1361         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1362                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1363                 return NULL;
1364
1365         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1366         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1367                 struct kmem_cache_node *n;
1368
1369                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1370
1371                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1372                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1373                         page = get_partial_node(n);
1374                         if (page)
1375                                 return page;
1376                 }
1377         }
1378 #endif
1379         return NULL;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Get a partial page, lock it and return it.
1384  */
1385 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1386 {
1387         struct page *page;
1388         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1389
1390         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1391         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1392                 return page;
1393
1394         return get_any_partial(s, flags);
1395 }
1396
1397 /*
1398  * Move a page back to the lists.
1399  *
1400  * Must be called with the slab lock held.
1401  *
1402  * On exit the slab lock will have been dropped.
1403  */
1404 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1405 {
1406         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1407         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1408
1409         __ClearPageSlubFrozen(page);
1410         if (page->inuse) {
1411
1412                 if (page->freelist) {
1413                         add_partial(n, page, tail);
1414                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1415                 } else {
1416                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1417                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1418                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1419                                 add_full(n, page);
1420                 }
1421                 slab_unlock(page);
1422         } else {
1423                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1424                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1425                         /*
1426                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1427                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1428                          * to come after the other slabs with objects in
1429                          * so that the others get filled first. That way the
1430                          * size of the partial list stays small.
1431                          *
1432                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1433                          * the partial list.
1434                          */
1435                         add_partial(n, page, 1);
1436                         slab_unlock(page);
1437                 } else {
1438                         slab_unlock(page);
1439                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1440                         discard_slab(s, page);
1441                 }
1442         }
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Remove the cpu slab
1447  */
1448 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1449 {
1450         struct page *page = c->page;
1451         int tail = 1;
1452
1453         if (page->freelist)
1454                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1455         /*
1456          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1457          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1458          * to occur.
1459          */
1460         while (unlikely(c->freelist)) {
1461                 void **object;
1462
1463                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1464
1465                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1466                 object = c->freelist;
1467                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1468
1469                 /* And put onto the regular freelist */
1470                 object[c->offset] = page->freelist;
1471                 page->freelist = object;
1472                 page->inuse--;
1473         }
1474         c->page = NULL;
1475         unfreeze_slab(s, page, tail);
1476 }
1477
1478 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1479 {
1480         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1481         slab_lock(c->page);
1482         deactivate_slab(s, c);
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Flush cpu slab.
1487  *
1488  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1489  */
1490 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1491 {
1492         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1493
1494         if (likely(c && c->page))
1495                 flush_slab(s, c);
1496 }
1497
1498 static void flush_cpu_slab(void *d)
1499 {
1500         struct kmem_cache *s = d;
1501
1502         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1503 }
1504
1505 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1506 {
1507         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1512  * locality expectations.
1513  */
1514 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1515 {
1516 #ifdef CONFIG_NUMA
1517         if (node != -1 && c->node != node)
1518                 return 0;
1519 #endif
1520         return 1;
1521 }
1522
1523 static int count_free(struct page *page)
1524 {
1525         return page->objects - page->inuse;
1526 }
1527
1528 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1529                                         int (*get_count)(struct page *))
1530 {
1531         unsigned long flags;
1532         unsigned long x = 0;
1533         struct page *page;
1534
1535         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1536         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1537                 x += get_count(page);
1538         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1539         return x;
1540 }
1541
1542 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1543 {
1544 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1545         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1546 #else
1547         return 0;
1548 #endif
1549 }
1550
1551 static noinline void
1552 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1553 {
1554         int node;
1555
1556         printk(KERN_WARNING
1557                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1558                 nid, gfpflags);
1559         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1560                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1561                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1562
1563         for_each_online_node(node) {
1564                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1565                 unsigned long nr_slabs;
1566                 unsigned long nr_objs;
1567                 unsigned long nr_free;
1568
1569                 if (!n)
1570                         continue;
1571
1572                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1573                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1574                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1575
1576                 printk(KERN_WARNING
1577                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1578                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1579         }
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1584  * debugging duties.
1585  *
1586  * Interrupts are disabled.
1587  *
1588  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1589  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1590  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1591  *
1592  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1593  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1594  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1595  *
1596  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1597  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1598  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1599  */
1600 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1601                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1602 {
1603         void **object;
1604         struct page *new;
1605
1606         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1607         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1608
1609         if (!c->page)
1610                 goto new_slab;
1611
1612         slab_lock(c->page);
1613         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1614                 goto another_slab;
1615
1616         stat(c, ALLOC_REFILL);
1617
1618 load_freelist:
1619         object = c->page->freelist;
1620         if (unlikely(!object))
1621                 goto another_slab;
1622         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1623                 goto debug;
1624
1625         c->freelist = object[c->offset];
1626         c->page->inuse = c->page->objects;
1627         c->page->freelist = NULL;
1628         c->node = page_to_nid(c->page);
1629 unlock_out:
1630         slab_unlock(c->page);
1631         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1632         return object;
1633
1634 another_slab:
1635         deactivate_slab(s, c);
1636
1637 new_slab:
1638         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1639         if (new) {
1640                 c->page = new;
1641                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1642                 goto load_freelist;
1643         }
1644
1645         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1646                 local_irq_enable();
1647
1648         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1649
1650         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1651                 local_irq_disable();
1652
1653         if (new) {
1654                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1655                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1656                 if (c->page)
1657                         flush_slab(s, c);
1658                 slab_lock(new);
1659                 __SetPageSlubFrozen(new);
1660                 c->page = new;
1661                 goto load_freelist;
1662         }
1663         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1664                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1665         return NULL;
1666 debug:
1667         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1668                 goto another_slab;
1669
1670         c->page->inuse++;
1671         c->page->freelist = object[c->offset];
1672         c->node = -1;
1673         goto unlock_out;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1678  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1679  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1680  *
1681  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1682  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1683  *
1684  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1685  */
1686 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1687                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1688 {
1689         void **object;
1690         struct kmem_cache_cpu *c;
1691         unsigned long flags;
1692         unsigned int objsize;
1693
1694         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1695
1696         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1697         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1698
1699         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1700                 return NULL;
1701
1702         local_irq_save(flags);
1703         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1704         objsize = c->objsize;
1705         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1706
1707                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1708
1709         else {
1710                 object = c->freelist;
1711                 c->freelist = object[c->offset];
1712                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1713         }
1714         local_irq_restore(flags);
1715
1716         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1717                 memset(object, 0, objsize);
1718
1719         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1720         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1721
1722         return object;
1723 }
1724
1725 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1726 {
1727         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1728
1729         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1730
1731         return ret;
1732 }
1733 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1734
1735 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1736 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1737 {
1738         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1741 #endif
1742
1743 #ifdef CONFIG_NUMA
1744 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1745 {
1746         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1747
1748         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1749                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1750
1751         return ret;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1754 #endif
1755
1756 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1757 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1758                                     gfp_t gfpflags,
1759                                     int node)
1760 {
1761         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1762 }
1763 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1764 #endif
1765
1766 /*
1767  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1768  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1769  *
1770  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1771  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1772  * handling required then we can return immediately.
1773  */
1774 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1775                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1776 {
1777         void *prior;
1778         void **object = (void *)x;
1779         struct kmem_cache_cpu *c;
1780
1781         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1782         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1783         slab_lock(page);
1784
1785         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1786                 goto debug;
1787
1788 checks_ok:
1789         prior = object[offset] = page->freelist;
1790         page->freelist = object;
1791         page->inuse--;
1792
1793         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1794                 stat(c, FREE_FROZEN);
1795                 goto out_unlock;
1796         }
1797
1798         if (unlikely(!page->inuse))
1799                 goto slab_empty;
1800
1801         /*
1802          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1803          * then add it.
1804          */
1805         if (unlikely(!prior)) {
1806                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1807                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1808         }
1809
1810 out_unlock:
1811         slab_unlock(page);
1812         return;
1813
1814 slab_empty:
1815         if (prior) {
1816                 /*
1817                  * Slab still on the partial list.
1818                  */
1819                 remove_partial(s, page);
1820                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1821         }
1822         slab_unlock(page);
1823         stat(c, FREE_SLAB);
1824         discard_slab(s, page);
1825         return;
1826
1827 debug:
1828         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1829                 goto out_unlock;
1830         goto checks_ok;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1835  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1836  *
1837  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1838  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1839  * the item before.
1840  *
1841  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1842  * with all sorts of special processing.
1843  */
1844 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1845                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1846 {
1847         void **object = (void *)x;
1848         struct kmem_cache_cpu *c;
1849         unsigned long flags;
1850
1851         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1852         local_irq_save(flags);
1853         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1854         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1855         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1856         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1857                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1858         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1859                 object[c->offset] = c->freelist;
1860                 c->freelist = object;
1861                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1862         } else
1863                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1864
1865         local_irq_restore(flags);
1866 }
1867
1868 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1869 {
1870         struct page *page;
1871
1872         page = virt_to_head_page(x);
1873
1874         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1875
1876         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1877 }
1878 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1879
1880 /* Figure out on which slab page the object resides */
1881 static struct page *get_object_page(const void *x)
1882 {
1883         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1884
1885         if (!PageSlab(page))
1886                 return NULL;
1887
1888         return page;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1893  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1894  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1895  * another.
1896  *
1897  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1898  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1899  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1900  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1901  * locking overhead.
1902  */
1903
1904 /*
1905  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1906  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1907  * and increases the number of allocations possible without having to
1908  * take the list_lock.
1909  */
1910 static int slub_min_order;
1911 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1912 static int slub_min_objects;
1913
1914 /*
1915  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1916  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1917  */
1918 static int slub_nomerge;
1919
1920 /*
1921  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1922  *
1923  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1924  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1925  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1926  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1927  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1928  * would be wasted.
1929  *
1930  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1931  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1932  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1933  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1934  *
1935  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1936  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1937  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1938  * of space in favor of a small page order.
1939  *
1940  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1941  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1942  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1943  * the smallest order which will fit the object.
1944  */
1945 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1946                                 int max_order, int fract_leftover)
1947 {
1948         int order;
1949         int rem;
1950         int min_order = slub_min_order;
1951
1952         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1953                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1954
1955         for (order = max(min_order,
1956                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1957                         order <= max_order; order++) {
1958
1959                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1960
1961                 if (slab_size < min_objects * size)
1962                         continue;
1963
1964                 rem = slab_size % size;
1965
1966                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1967                         break;
1968
1969         }
1970
1971         return order;
1972 }
1973
1974 static inline int calculate_order(int size)
1975 {
1976         int order;
1977         int min_objects;
1978         int fraction;
1979         int max_objects;
1980
1981         /*
1982          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1983          * works by first attempting to generate a layout with
1984          * the best configuration and backing off gradually.
1985          *
1986          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1987          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1988          */
1989         min_objects = slub_min_objects;
1990         if (!min_objects)
1991                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1992         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1993         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1994
1995         while (min_objects > 1) {
1996                 fraction = 16;
1997                 while (fraction >= 4) {
1998                         order = slab_order(size, min_objects,
1999                                                 slub_max_order, fraction);
2000                         if (order <= slub_max_order)
2001                                 return order;
2002                         fraction /= 2;
2003                 }
2004                 min_objects --;
2005         }
2006
2007         /*
2008          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2009          * lets see if we can place a single object there.
2010          */
2011         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2012         if (order <= slub_max_order)
2013                 return order;
2014
2015         /*
2016          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2017          */
2018         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2019         if (order < MAX_ORDER)
2020                 return order;
2021         return -ENOSYS;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2026  */
2027 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2028                 unsigned long align, unsigned long size)
2029 {
2030         /*
2031          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2032          * suggestion if the object is sufficiently large.
2033          *
2034          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2035          * alignment though. If that is greater then use it.
2036          */
2037         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2038                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2039                 while (size <= ralign / 2)
2040                         ralign /= 2;
2041                 align = max(align, ralign);
2042         }
2043
2044         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2045                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2046
2047         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2048 }
2049
2050 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2051                         struct kmem_cache_cpu *c)
2052 {
2053         c->page = NULL;
2054         c->freelist = NULL;
2055         c->node = 0;
2056         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2057         c->objsize = s->objsize;
2058 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2059         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2060 #endif
2061 }
2062
2063 static void
2064 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2065 {
2066         n->nr_partial = 0;
2067         spin_lock_init(&n->list_lock);
2068         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2069 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2070         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2071         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2072         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2073 #endif
2074 }
2075
2076 #ifdef CONFIG_SMP
2077 /*
2078  * Per cpu array for per cpu structures.
2079  *
2080  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2081  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2082  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2083  * beneficial for the kmalloc caches.
2084  *
2085  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2086  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2087  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2088  *
2089  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2090  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2091  */
2092 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2093
2094 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
2095                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
2096
2097 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2098 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2099
2100 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2101                                                         int cpu, gfp_t flags)
2102 {
2103         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2104
2105         if (c)
2106                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2107                                 (void *)c->freelist;
2108         else {
2109                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2110                 c = kmalloc_node(
2111                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2112                         flags, cpu_to_node(cpu));
2113                 if (!c)
2114                         return NULL;
2115         }
2116
2117         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2118         return c;
2119 }
2120
2121 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2122 {
2123         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2124                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2125                 kfree(c);
2126                 return;
2127         }
2128         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2129         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2130 }
2131
2132 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2133 {
2134         int cpu;
2135
2136         for_each_online_cpu(cpu) {
2137                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2138
2139                 if (c) {
2140                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2141                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2142                 }
2143         }
2144 }
2145
2146 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2147 {
2148         int cpu;
2149
2150         for_each_online_cpu(cpu) {
2151                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2152
2153                 if (c)
2154                         continue;
2155
2156                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2157                 if (!c) {
2158                         free_kmem_cache_cpus(s);
2159                         return 0;
2160                 }
2161                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2162         }
2163         return 1;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Initialize the per cpu array.
2168  */
2169 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2170 {
2171         int i;
2172
2173         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2174                 return;
2175
2176         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2177                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2178
2179         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2180 }
2181
2182 static void __init init_alloc_cpu(void)
2183 {
2184         int cpu;
2185
2186         for_each_online_cpu(cpu)
2187                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2188   }
2189
2190 #else
2191 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2192 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2193
2194 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2195 {
2196         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2197         return 1;
2198 }
2199 #endif
2200
2201 #ifdef CONFIG_NUMA
2202 /*
2203  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2204  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2205  * possible.
2206  *
2207  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2208  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2209  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2210  */
2211 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2212 {
2213         struct page *page;
2214         struct kmem_cache_node *n;
2215         unsigned long flags;
2216
2217         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2218
2219         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2220
2221         BUG_ON(!page);
2222         if (page_to_nid(page) != node) {
2223                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2224                                 "node %d\n", node);
2225                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2226                                 "in order to be able to continue\n");
2227         }
2228
2229         n = page->freelist;
2230         BUG_ON(!n);
2231         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2232         page->inuse++;
2233         kmalloc_caches->node[node] = n;
2234 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2235         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2236         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2237 #endif
2238         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2239         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2240
2241         /*
2242          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2243          * so even though there cannot be a race this early in
2244          * the boot sequence, we still disable irqs.
2245          */
2246         local_irq_save(flags);
2247         add_partial(n, page, 0);
2248         local_irq_restore(flags);
2249 }
2250
2251 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2252 {
2253         int node;
2254
2255         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2256                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2257                 if (n && n != &s->local_node)
2258                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2259                 s->node[node] = NULL;
2260         }
2261 }
2262
2263 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2264 {
2265         int node;
2266         int local_node;
2267
2268         if (slab_state >= UP)
2269                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2270         else
2271                 local_node = 0;
2272
2273         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2274                 struct kmem_cache_node *n;
2275
2276                 if (local_node == node)
2277                         n = &s->local_node;
2278                 else {
2279                         if (slab_state == DOWN) {
2280                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2281                                 continue;
2282                         }
2283                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2284                                                         gfpflags, node);
2285
2286                         if (!n) {
2287                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2288                                 return 0;
2289                         }
2290
2291                 }
2292                 s->node[node] = n;
2293                 init_kmem_cache_node(n, s);
2294         }
2295         return 1;
2296 }
2297 #else
2298 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2299 {
2300 }
2301
2302 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2303 {
2304         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2305         return 1;
2306 }
2307 #endif
2308
2309 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2310 {
2311         if (min < MIN_PARTIAL)
2312                 min = MIN_PARTIAL;
2313         else if (min > MAX_PARTIAL)
2314                 min = MAX_PARTIAL;
2315         s->min_partial = min;
2316 }
2317
2318 /*
2319  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2320  * a slab object.
2321  */
2322 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2323 {
2324         unsigned long flags = s->flags;
2325         unsigned long size = s->objsize;
2326         unsigned long align = s->align;
2327         int order;
2328
2329         /*
2330          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2331          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2332          * the possible location of the free pointer.
2333          */
2334         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2335
2336 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2337         /*
2338          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2339          * the slab may touch the object after free or before allocation
2340          * then we should never poison the object itself.
2341          */
2342         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2343                         !s->ctor)
2344                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2345         else
2346                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2347
2348
2349         /*
2350          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2351          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2352          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2353          */
2354         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2355                 size += sizeof(void *);
2356 #endif
2357
2358         /*
2359          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2360          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2361          */
2362         s->inuse = size;
2363
2364         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2365                 s->ctor)) {
2366                 /*
2367                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2368                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2369                  * kmem_cache_free.
2370                  *
2371                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2372                  * destructor or are poisoning the objects.
2373                  */
2374                 s->offset = size;
2375                 size += sizeof(void *);
2376         }
2377
2378 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2379         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2380                 /*
2381                  * Need to store information about allocs and frees after
2382                  * the object.
2383                  */
2384                 size += 2 * sizeof(struct track);
2385
2386         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2387                 /*
2388                  * Add some empty padding so that we can catch
2389                  * overwrites from earlier objects rather than let
2390                  * tracking information or the free pointer be
2391                  * corrupted if a user writes before the start
2392                  * of the object.
2393                  */
2394                 size += sizeof(void *);
2395 #endif
2396
2397         /*
2398          * Determine the alignment based on various parameters that the
2399          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2400          * on bootup.
2401          */
2402         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2403
2404         /*
2405          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2406          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2407          * each object to conform to the alignment.
2408          */
2409         size = ALIGN(size, align);
2410         s->size = size;
2411         if (forced_order >= 0)
2412                 order = forced_order;
2413         else
2414                 order = calculate_order(size);
2415
2416         if (order < 0)
2417                 return 0;
2418
2419         s->allocflags = 0;
2420         if (order)
2421                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2422
2423         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2424                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2425
2426         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2427                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2428
2429         /*
2430          * Determine the number of objects per slab
2431          */
2432         s->oo = oo_make(order, size);
2433         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2434         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2435                 s->max = s->oo;
2436
2437         return !!oo_objects(s->oo);
2438
2439 }
2440
2441 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2442                 const char *name, size_t size,
2443                 size_t align, unsigned long flags,
2444                 void (*ctor)(void *))
2445 {
2446         memset(s, 0, kmem_size);
2447         s->name = name;
2448         s->ctor = ctor;
2449         s->objsize = size;
2450         s->align = align;
2451         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2452
2453         if (!calculate_sizes(s, -1))
2454                 goto error;
2455
2456         /*
2457          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2458          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2459          */
2460         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2461         s->refcount = 1;
2462 #ifdef CONFIG_NUMA
2463         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2464 #endif
2465         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2466                 goto error;
2467
2468         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2469                 return 1;
2470         free_kmem_cache_nodes(s);
2471 error:
2472         if (flags & SLAB_PANIC)
2473                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2474                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2475                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2476                         s->offset, flags);
2477         return 0;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Check if a given pointer is valid
2482  */
2483 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2484 {
2485         struct page *page;
2486
2487         page = get_object_page(object);
2488
2489         if (!page || s != page->slab)
2490                 /* No slab or wrong slab */
2491                 return 0;
2492
2493         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2494                 return 0;
2495
2496         /*
2497          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2498          * But this would be too expensive and it seems that the main
2499          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2500          * to a certain slab.
2501          */
2502         return 1;
2503 }
2504 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2505
2506 /*
2507  * Determine the size of a slab object
2508  */
2509 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2510 {
2511         return s->objsize;
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2514
2515 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2516 {
2517         return s->name;
2518 }
2519 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2520
2521 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2522                                                         const char *text)
2523 {
2524 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2525         void *addr = page_address(page);
2526         void *p;
2527         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2528
2529         bitmap_zero(map, page->objects);
2530         slab_err(s, page, "%s", text);
2531         slab_lock(page);
2532         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2533                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2534
2535         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2536
2537                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2538                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2539                                                         p, p - addr);
2540                         print_tracking(s, p);
2541                 }
2542         }
2543         slab_unlock(page);
2544 #endif
2545 }
2546
2547 /*
2548  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2549  */
2550 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2551 {
2552         unsigned long flags;
2553         struct page *page, *h;
2554
2555         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2556         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2557                 if (!page->inuse) {
2558                         list_del(&page->lru);
2559                         discard_slab(s, page);
2560                         n->nr_partial--;
2561                 } else {
2562                         list_slab_objects(s, page,
2563                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2564                 }
2565         }
2566         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Release all resources used by a slab cache.
2571  */
2572 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2573 {
2574         int node;
2575
2576         flush_all(s);
2577
2578         /* Attempt to free all objects */
2579         free_kmem_cache_cpus(s);
2580         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2581                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2582
2583                 free_partial(s, n);
2584                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2585                         return 1;
2586         }
2587         free_kmem_cache_nodes(s);
2588         return 0;
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2593  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2594  */
2595 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2596 {
2597         down_write(&slub_lock);
2598         s->refcount--;
2599         if (!s->refcount) {
2600                 list_del(&s->list);
2601                 up_write(&slub_lock);
2602                 if (kmem_cache_close(s)) {
2603                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2604                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2605                         dump_stack();
2606                 }
2607                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2608                         rcu_barrier();
2609                 sysfs_slab_remove(s);
2610         } else
2611                 up_write(&slub_lock);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2614
2615 /********************************************************************
2616  *              Kmalloc subsystem
2617  *******************************************************************/
2618
2619 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2620 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2621
2622 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2623 {
2624         get_option(&str, &slub_min_order);
2625
2626         return 1;
2627 }
2628
2629 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2630
2631 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2632 {
2633         get_option(&str, &slub_max_order);
2634         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2635
2636         return 1;
2637 }
2638
2639 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2640
2641 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2642 {
2643         get_option(&str, &slub_min_objects);
2644
2645         return 1;
2646 }
2647
2648 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2649
2650 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2651 {
2652         slub_nomerge = 1;
2653         return 1;
2654 }
2655
2656 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2657
2658 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2659                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2660 {
2661         unsigned int flags = 0;
2662
2663         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2664                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2665
2666         /*
2667          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2668          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2669          */
2670         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2671                                                                 flags, NULL))
2672                 goto panic;
2673
2674         list_add(&s->list, &slab_caches);
2675
2676         if (sysfs_slab_add(s))
2677                 goto panic;
2678         return s;
2679
2680 panic:
2681         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2682 }
2683
2684 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2685 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2686
2687 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2688 {
2689         struct kmem_cache *s;
2690
2691         down_write(&slub_lock);
2692         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2693                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2694                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2695                         sysfs_slab_add(s);
2696                 }
2697         }
2698         up_write(&slub_lock);
2699 }
2700
2701 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2702
2703 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2704 {
2705         struct kmem_cache *s;
2706         char *text;
2707         size_t realsize;
2708         unsigned long slabflags;
2709
2710         s = kmalloc_caches_dma[index];
2711         if (s)
2712                 return s;
2713
2714         /* Dynamically create dma cache */
2715         if (flags & __GFP_WAIT)
2716                 down_write(&slub_lock);
2717         else {
2718                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2719                         goto out;
2720         }
2721
2722         if (kmalloc_caches_dma[index])
2723                 goto unlock_out;
2724
2725         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2726         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2727                          (unsigned int)realsize);
2728         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2729
2730         /*
2731          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2732          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2733          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2734          * adding all existing slabs to sysfs.
2735          */
2736         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2737         if (slab_state >= SYSFS)
2738                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2739
2740         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2741                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2742                 kfree(s);
2743                 kfree(text);
2744                 goto unlock_out;
2745         }
2746
2747         list_add(&s->list, &slab_caches);
2748         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2749
2750         if (slab_state >= SYSFS)
2751                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2752
2753 unlock_out:
2754         up_write(&slub_lock);
2755 out:
2756         return kmalloc_caches_dma[index];
2757 }
2758 #endif
2759
2760 /*
2761  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2762  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2763  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2764  * fls.
2765  */
2766 static s8 size_index[24] = {
2767         3,      /* 8 */
2768         4,      /* 16 */
2769         5,      /* 24 */
2770         5,      /* 32 */
2771         6,      /* 40 */
2772         6,      /* 48 */
2773         6,      /* 56 */
2774         6,      /* 64 */
2775         1,      /* 72 */
2776         1,      /* 80 */
2777         1,      /* 88 */
2778         1,      /* 96 */
2779         7,      /* 104 */
2780         7,      /* 112 */
2781         7,      /* 120 */
2782         7,      /* 128 */
2783         2,      /* 136 */
2784         2,      /* 144 */
2785         2,      /* 152 */
2786         2,      /* 160 */
2787         2,      /* 168 */
2788         2,      /* 176 */
2789         2,      /* 184 */
2790         2       /* 192 */
2791 };
2792
2793 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2794 {
2795         int index;
2796
2797         if (size <= 192) {
2798                 if (!size)
2799                         return ZERO_SIZE_PTR;
2800
2801                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2802         } else
2803                 index = fls(size - 1);
2804
2805 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2806         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2807                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2808
2809 #endif
2810         return &kmalloc_caches[index];
2811 }
2812
2813 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2814 {
2815         struct kmem_cache *s;
2816         void *ret;
2817
2818         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2819                 return kmalloc_large(size, flags);
2820
2821         s = get_slab(size, flags);
2822
2823         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2824                 return s;
2825
2826         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2827
2828         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2829
2830         return ret;
2831 }
2832 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2833
2834 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2835 {
2836         struct page *page;
2837         void *ptr = NULL;
2838
2839         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2840         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2841         if (page)
2842                 ptr = page_address(page);
2843
2844         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2845         return ptr;
2846 }
2847
2848 #ifdef CONFIG_NUMA
2849 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2850 {
2851         struct kmem_cache *s;
2852         void *ret;
2853
2854         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2855                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2856
2857                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2858                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2859                                    flags, node);
2860
2861                 return ret;
2862         }
2863
2864         s = get_slab(size, flags);
2865
2866         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2867                 return s;
2868
2869         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2870
2871         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2872
2873         return ret;
2874 }
2875 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2876 #endif
2877
2878 size_t ksize(const void *object)
2879 {
2880         struct page *page;
2881         struct kmem_cache *s;
2882
2883         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2884                 return 0;
2885
2886         page = virt_to_head_page(object);
2887
2888         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2889                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2890                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2891         }
2892         s = page->slab;
2893
2894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2895         /*
2896          * Debugging requires use of the padding between object
2897          * and whatever may come after it.
2898          */
2899         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2900                 return s->objsize;
2901
2902 #endif
2903         /*
2904          * If we have the need to store the freelist pointer
2905          * back there or track user information then we can
2906          * only use the space before that information.
2907          */
2908         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2909                 return s->inuse;
2910         /*
2911          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2912          */
2913         return s->size;
2914 }
2915 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2916
2917 void kfree(const void *x)
2918 {
2919         struct page *page;
2920         void *object = (void *)x;
2921
2922         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2923
2924         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2925                 return;
2926
2927         page = virt_to_head_page(x);
2928         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2929                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2930                 kmemleak_free(x);
2931                 put_page(page);
2932                 return;
2933         }
2934         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2935 }
2936 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2937
2938 /*
2939  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2940  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2941  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2942  * and thus they can be removed from the partial lists.
2943  *
2944  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2945  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2946  * are freed in them.
2947  */
2948 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2949 {
2950         int node;
2951         int i;
2952         struct kmem_cache_node *n;
2953         struct page *page;
2954         struct page *t;
2955         int objects = oo_objects(s->max);
2956         struct list_head *slabs_by_inuse =
2957                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2958         unsigned long flags;
2959
2960         if (!slabs_by_inuse)
2961                 return -ENOMEM;
2962
2963         flush_all(s);
2964         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2965                 n = get_node(s, node);
2966
2967                 if (!n->nr_partial)
2968                         continue;
2969
2970                 for (i = 0; i < objects; i++)
2971                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2972
2973                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2974
2975                 /*
2976                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2977                  *
2978                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2979                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2980                  */
2981                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2982                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2983                                 /*
2984                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2985                                  * may have freed the last object and be
2986                                  * waiting to release the slab.
2987                                  */
2988                                 list_del(&page->lru);
2989                                 n->nr_partial--;
2990                                 slab_unlock(page);
2991                                 discard_slab(s, page);
2992                         } else {
2993                                 list_move(&page->lru,
2994                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2995                         }
2996                 }
2997
2998                 /*
2999                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3000                  * first and the least used slabs at the end.
3001                  */
3002                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3003                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3004
3005                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3006         }
3007
3008         kfree(slabs_by_inuse);
3009         return 0;
3010 }
3011 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3012
3013 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3014 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3015 {
3016         struct kmem_cache *s;
3017
3018         down_read(&slub_lock);
3019         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3020                 kmem_cache_shrink(s);
3021         up_read(&slub_lock);
3022
3023         return 0;
3024 }
3025
3026 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3027 {
3028         struct kmem_cache_node *n;
3029         struct kmem_cache *s;
3030         struct memory_notify *marg = arg;
3031         int offline_node;
3032
3033         offline_node = marg->status_change_nid;
3034
3035         /*
3036          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3037          * for it yet.
3038          */
3039         if (offline_node < 0)
3040                 return;
3041
3042         down_read(&slub_lock);
3043         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3044                 n = get_node(s, offline_node);
3045                 if (n) {
3046                         /*
3047                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3048                          * that is going down. We were unable to free them,
3049                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3050                          * callback. So, we must fail.
3051                          */
3052                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3053
3054                         s->node[offline_node] = NULL;
3055                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3056                 }
3057         }
3058         up_read(&slub_lock);
3059 }
3060
3061 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3062 {
3063         struct kmem_cache_node *n;
3064         struct kmem_cache *s;
3065         struct memory_notify *marg = arg;
3066         int nid = marg->status_change_nid;
3067         int ret = 0;
3068
3069         /*
3070          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3071          * already created. Nothing to do.
3072          */
3073         if (nid < 0)
3074                 return 0;
3075
3076         /*
3077          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3078          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3079          * online.
3080          */
3081         down_read(&slub_lock);
3082         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3083                 /*
3084                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3085                  *      since memory is not yet available from the node that
3086                  *      is brought up.
3087                  */
3088                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3089                 if (!n) {
3090                         ret = -ENOMEM;
3091                         goto out;
3092                 }
3093                 init_kmem_cache_node(n, s);
3094                 s->node[nid] = n;
3095         }
3096 out:
3097         up_read(&slub_lock);
3098         return ret;
3099 }
3100
3101 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3102                                 unsigned long action, void *arg)
3103 {
3104         int ret = 0;
3105
3106         switch (action) {
3107         case MEM_GOING_ONLINE:
3108                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3109                 break;
3110         case MEM_GOING_OFFLINE:
3111                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3112                 break;
3113         case MEM_OFFLINE:
3114         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3115                 slab_mem_offline_callback(arg);
3116                 break;
3117         case MEM_ONLINE:
3118         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3119                 break;
3120         }
3121         if (ret)
3122                 ret = notifier_from_errno(ret);
3123         else
3124                 ret = NOTIFY_OK;
3125         return ret;
3126 }
3127
3128 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3129
3130 /********************************************************************
3131  *                      Basic setup of slabs
3132  *******************************************************************/
3133
3134 void __init kmem_cache_init(void)
3135 {
3136         int i;
3137         int caches = 0;
3138
3139         init_alloc_cpu();
3140
3141 #ifdef CONFIG_NUMA
3142         /*
3143          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3144          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3145          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3146          */
3147         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3148                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3149         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3150         caches++;
3151
3152         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3153 #endif
3154
3155         /* Able to allocate the per node structures */
3156         slab_state = PARTIAL;
3157
3158         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3159         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3160                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3161                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3162                 caches++;
3163                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3164                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3165                 caches++;
3166         }
3167
3168         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3169                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3170                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3171                 caches++;
3172         }
3173
3174
3175         /*
3176          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3177          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3178          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3179          *
3180          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3181          * handle the index determination for the smaller caches.
3182          *
3183          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3184          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3185          */
3186         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3187                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3188
3189         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3190                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3191
3192         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3193                 /*
3194                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3195                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3196                  * instead.
3197                  */
3198                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3199                         size_index[(i - 1) / 8] = 8;
3200         }
3201
3202         slab_state = UP;
3203
3204         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3205         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3206                 kmalloc_caches[i]. name =
3207                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3208
3209 #ifdef CONFIG_SMP
3210         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3211         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3212                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3213 #else
3214         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3215 #endif
3216
3217         printk(KERN_INFO
3218                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3219                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3220                 caches, cache_line_size(),
3221                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3222                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3223 }
3224
3225 void __init kmem_cache_init_late(void)
3226 {
3227 }
3228
3229 /*
3230  * Find a mergeable slab cache
3231  */
3232 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3233 {
3234         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3235                 return 1;
3236
3237         if (s->ctor)
3238                 return 1;
3239
3240         /*
3241          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3242          */
3243         if (s->refcount < 0)
3244                 return 1;
3245
3246         return 0;
3247 }
3248
3249 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3250                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3251                 void (*ctor)(void *))
3252 {
3253         struct kmem_cache *s;
3254
3255         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3256                 return NULL;
3257
3258         if (ctor)
3259                 return NULL;
3260
3261         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3262         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3263         size = ALIGN(size, align);
3264         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3265
3266         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3267                 if (slab_unmergeable(s))
3268                         continue;
3269
3270                 if (size > s->size)
3271                         continue;
3272
3273                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3274                                 continue;
3275                 /*
3276                  * Check if alignment is compatible.
3277                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3278                  */
3279                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3280                         continue;
3281
3282                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3283                         continue;
3284
3285                 return s;
3286         }
3287         return NULL;
3288 }
3289
3290 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3291                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3292 {
3293         struct kmem_cache *s;
3294
3295         down_write(&slub_lock);
3296         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3297         if (s) {
3298                 int cpu;
3299
3300                 s->refcount++;
3301                 /*
3302                  * Adjust the object sizes so that we clear
3303                  * the complete object on kzalloc.
3304                  */
3305                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3306
3307                 /*
3308                  * And then we need to update the object size in the
3309                  * per cpu structures
3310                  */
3311                 for_each_online_cpu(cpu)
3312                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3313
3314                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3315                 up_write(&slub_lock);
3316
3317                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3318                         down_write(&slub_lock);
3319                         s->refcount--;
3320                         up_write(&slub_lock);
3321                         goto err;
3322                 }
3323                 return s;
3324         }
3325
3326         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3327         if (s) {
3328                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3329                                 size, align, flags, ctor)) {
3330                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3331                         up_write(&slub_lock);
3332                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3333                                 down_write(&slub_lock);
3334                                 list_del(&s->list);
3335                                 up_write(&slub_lock);
3336                                 kfree(s);
3337                                 goto err;
3338                         }
3339                         return s;
3340                 }
3341                 kfree(s);
3342         }
3343         up_write(&slub_lock);
3344
3345 err:
3346         if (flags & SLAB_PANIC)
3347                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3348         else
3349                 s = NULL;
3350         return s;
3351 }
3352 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3353
3354 #ifdef CONFIG_SMP
3355 /*
3356  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3357  * necessary.
3358  */
3359 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3360                 unsigned long action, void *hcpu)
3361 {
3362         long cpu = (long)hcpu;
3363         struct kmem_cache *s;
3364         unsigned long flags;
3365
3366         switch (action) {
3367         case CPU_UP_PREPARE:
3368         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3369                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3370                 down_read(&slub_lock);
3371                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3372                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3373                                                         GFP_KERNEL);
3374                 up_read(&slub_lock);
3375                 break;
3376
3377         case CPU_UP_CANCELED:
3378         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3379         case CPU_DEAD:
3380         case CPU_DEAD_FROZEN:
3381                 down_read(&slub_lock);
3382                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3383                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3384
3385                         local_irq_save(flags);
3386                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3387                         local_irq_restore(flags);
3388                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3389                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3390                 }
3391                 up_read(&slub_lock);
3392                 break;
3393         default:
3394                 break;
3395         }
3396         return NOTIFY_OK;
3397 }
3398
3399 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3400         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3401 };
3402
3403 #endif
3404
3405 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3406 {
3407         struct kmem_cache *s;
3408         void *ret;
3409
3410         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3411                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3412
3413         s = get_slab(size, gfpflags);
3414
3415         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3416                 return s;
3417
3418         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3419
3420         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3421         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3422
3423         return ret;
3424 }
3425
3426 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3427                                         int node, unsigned long caller)
3428 {
3429         struct kmem_cache *s;
3430         void *ret;
3431
3432         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3433                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3434
3435         s = get_slab(size, gfpflags);
3436
3437         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3438                 return s;
3439
3440         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3441
3442         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3443         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3444
3445         return ret;
3446 }
3447
3448 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3449 static int count_inuse(struct page *page)
3450 {
3451         return page->inuse;
3452 }
3453
3454 static int count_total(struct page *page)
3455 {
3456         return page->objects;
3457 }
3458
3459 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3460                                                 unsigned long *map)
3461 {
3462         void *p;
3463         void *addr = page_address(page);
3464
3465         if (!check_slab(s, page) ||
3466                         !on_freelist(s, page, NULL))
3467                 return 0;
3468
3469         /* Now we know that a valid freelist exists */
3470         bitmap_zero(map, page->objects);
3471
3472         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3473                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3474                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3475                         return 0;
3476         }
3477
3478         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3479                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3480                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3481                                 return 0;
3482         return 1;
3483 }
3484
3485 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3486                                                 unsigned long *map)
3487 {
3488         if (slab_trylock(page)) {
3489                 validate_slab(s, page, map);
3490                 slab_unlock(page);
3491         } else
3492                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3493                         s->name, page);
3494
3495         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3496                 if (!PageSlubDebug(page))
3497                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3498                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3499         } else {
3500                 if (PageSlubDebug(page))
3501                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3502                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3503         }
3504 }
3505
3506 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3507                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3508 {
3509         unsigned long count = 0;
3510         struct page *page;
3511         unsigned long flags;
3512
3513         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3514
3515         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3516                 validate_slab_slab(s, page, map);
3517                 count++;
3518         }
3519         if (count != n->nr_partial)
3520                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3521                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3522
3523         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3524                 goto out;
3525
3526         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3527                 validate_slab_slab(s, page, map);
3528                 count++;
3529         }
3530         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3531                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3532                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3533                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3534
3535 out:
3536         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3537         return count;
3538 }
3539
3540 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3541 {
3542         int node;
3543         unsigned long count = 0;
3544         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3545                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3546
3547         if (!map)
3548                 return -ENOMEM;
3549
3550         flush_all(s);
3551         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3552                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3553
3554                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3555         }
3556         kfree(map);
3557         return count;
3558 }
3559
3560 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3561 static void resiliency_test(void)
3562 {
3563         u8 *p;
3564
3565         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3566         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3567         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3568
3569         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3570         p[16] = 0x12;
3571         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3572                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3573
3574         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3575
3576         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3577         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3578         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3579         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3580                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3581         printk(KERN_ERR
3582                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3583
3584         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3585         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3586         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3587         *p = 0x56;
3588         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3589                                                                         p);
3590         printk(KERN_ERR
3591                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3592         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3593
3594         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3595         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3596         kfree(p);
3597         *p = 0x78;
3598         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3599         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3600
3601         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3602         kfree(p);
3603         p[50] = 0x9a;
3604         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3605                         p);
3606         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3607
3608         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3609         kfree(p);
3610         p[512] = 0xab;
3611         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3612         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3613 }
3614 #else
3615 static void resiliency_test(void) {};
3616 #endif
3617
3618 /*
3619  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3620  * and freed.
3621  */
3622
3623 struct location {
3624         unsigned long count;
3625         unsigned long addr;
3626         long long sum_time;
3627         long min_time;
3628         long max_time;
3629         long min_pid;
3630         long max_pid;
3631         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3632         nodemask_t nodes;
3633 };
3634
3635 struct loc_track {
3636         unsigned long max;
3637         unsigned long count;
3638         struct location *loc;
3639 };
3640
3641 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3642 {
3643         if (t->max)
3644                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3645                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3646 }
3647
3648 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3649 {
3650         struct location *l;
3651         int order;
3652
3653         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3654
3655         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3656         if (!l)
3657                 return 0;
3658
3659         if (t->count) {
3660                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3661                 free_loc_track(t);
3662         }
3663         t->max = max;
3664         t->loc = l;
3665         return 1;
3666 }
3667
3668 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3669                                 const struct track *track)
3670 {
3671         long start, end, pos;
3672         struct location *l;
3673         unsigned long caddr;
3674         unsigned long age = jiffies - track->when;
3675
3676         start = -1;
3677         end = t->count;
3678
3679         for ( ; ; ) {
3680                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3681
3682                 /*
3683                  * There is nothing at "end". If we end up there
3684                  * we need to add something to before end.
3685                  */
3686                 if (pos == end)
3687                         break;
3688
3689                 caddr = t->loc[pos].addr;
3690                 if (track->addr == caddr) {
3691
3692                         l = &t->loc[pos];
3693                         l->count++;
3694                         if (track->when) {
3695                                 l->sum_time += age;
3696                                 if (age < l->min_time)
3697                                         l->min_time = age;
3698                                 if (age > l->max_time)
3699                                         l->max_time = age;
3700
3701                                 if (track->pid < l->min_pid)
3702                                         l->min_pid = track->pid;
3703                                 if (track->pid > l->max_pid)
3704                                         l->max_pid = track->pid;
3705
3706                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3707                                                 to_cpumask(l->cpus));
3708                         }
3709                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3710                         return 1;
3711                 }
3712
3713                 if (track->addr < caddr)
3714                         end = pos;
3715                 else
3716                         start = pos;
3717         }
3718
3719         /*
3720          * Not found. Insert new tracking element.
3721          */
3722         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3723                 return 0;
3724
3725         l = t->loc + pos;
3726         if (pos < t->count)
3727                 memmove(l + 1, l,
3728                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3729         t->count++;
3730         l->count = 1;
3731         l->addr = track->addr;
3732         l->sum_time = age;
3733         l->min_time = age;
3734         l->max_time = age;
3735         l->min_pid = track->pid;
3736         l->max_pid = track->pid;
3737         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3738         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3739         nodes_clear(l->nodes);
3740         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3741         return 1;
3742 }
3743
3744 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3745                 struct page *page, enum track_item alloc)
3746 {
3747         void *addr = page_address(page);
3748         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3749         void *p;
3750
3751         bitmap_zero(map, page->objects);
3752         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3753                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3754
3755         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3756                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3757                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3758 }
3759
3760 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3761                                         enum track_item alloc)
3762 {
3763         int len = 0;
3764         unsigned long i;
3765         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3766         int node;
3767
3768         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3769                         GFP_TEMPORARY))
3770                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3771
3772         /* Push back cpu slabs */
3773         flush_all(s);
3774
3775         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3776                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3777                 unsigned long flags;
3778                 struct page *page;
3779
3780                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3781                         continue;
3782
3783                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3784                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3785                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3786                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3787                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3788                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3789         }
3790
3791         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3792                 struct location *l = &t.loc[i];
3793
3794                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3795                         break;
3796                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3797
3798                 if (l->addr)
3799                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3800                 else
3801                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3802
3803                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3804                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3805                                 l->min_time,
3806                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3807                                 l->max_time);
3808                 } else
3809                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3810                                 l->min_time);
3811
3812                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3813                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3814                                 l->min_pid, l->max_pid);
3815                 else
3816                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3817                                 l->min_pid);
3818
3819                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3820                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3821                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3822                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3823                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3824                                                  to_cpumask(l->cpus));
3825                 }
3826
3827                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3828                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3829                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3830                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3831                                         l->nodes);
3832                 }
3833
3834                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3835         }
3836
3837         free_loc_track(&t);
3838         if (!t.count)
3839                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3840         return len;
3841 }
3842
3843 enum slab_stat_type {
3844         SL_ALL,                 /* All slabs */
3845         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3846         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3847         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3848         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3849 };
3850
3851 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3852 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3853 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3854 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3855 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3856
3857 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3858                             char *buf, unsigned long flags)
3859 {
3860         unsigned long total = 0;
3861         int node;
3862         int x;
3863         unsigned long *nodes;
3864         unsigned long *per_cpu;
3865
3866         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3867         if (!nodes)
3868                 return -ENOMEM;
3869         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3870
3871         if (flags & SO_CPU) {
3872                 int cpu;
3873
3874                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3875                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3876
3877                         if (!c || c->node < 0)
3878                                 continue;
3879
3880                         if (c->page) {
3881                                         if (flags & SO_TOTAL)
3882                                                 x = c->page->objects;
3883                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3884                                         x = c->page->inuse;
3885                                 else
3886                                         x = 1;
3887
3888                                 total += x;
3889                                 nodes[c->node] += x;
3890                         }
3891                         per_cpu[c->node]++;
3892                 }
3893         }
3894
3895         if (flags & SO_ALL) {
3896                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3897                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3898
3899                 if (flags & SO_TOTAL)
3900                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3901                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3902                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3903                                 count_partial(n, count_free);
3904
3905                         else
3906                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3907                         total += x;
3908                         nodes[node] += x;
3909                 }
3910
3911         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3912                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3913                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3914
3915                         if (flags & SO_TOTAL)
3916                                 x = count_partial(n, count_total);
3917                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3918                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3919                         else
3920                                 x = n->nr_partial;
3921                         total += x;
3922                         nodes[node] += x;
3923                 }
3924         }
3925         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3926 #ifdef CONFIG_NUMA
3927         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3928                 if (nodes[node])
3929                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3930                                         node, nodes[node]);
3931 #endif
3932         kfree(nodes);
3933         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3934 }
3935
3936 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3937 {
3938         int node;
3939
3940         for_each_online_node(node) {
3941                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3942
3943                 if (!n)
3944                         continue;
3945
3946                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3947                         return 1;
3948         }
3949         return 0;
3950 }
3951
3952 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3953 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3954
3955 struct slab_attribute {
3956         struct attribute attr;
3957         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3958         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3959 };
3960
3961 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3962         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3963
3964 #define SLAB_ATTR(_name) \
3965         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3966         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3967
3968 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3969 {
3970         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3971 }
3972 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3973
3974 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3975 {
3976         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3977 }
3978 SLAB_ATTR_RO(align);
3979
3980 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3981 {
3982         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3983 }
3984 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3985
3986 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3987 {
3988         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3989 }
3990 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3991
3992 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3993                                 const char *buf, size_t length)
3994 {
3995         unsigned long order;
3996         int err;
3997
3998         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3999         if (err)
4000                 return err;
4001
4002         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4003                 return -EINVAL;
4004
4005         calculate_sizes(s, order);
4006         return length;
4007 }
4008
4009 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4010 {
4011         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4012 }
4013 SLAB_ATTR(order);
4014
4015 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4016 {
4017         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4018 }
4019
4020 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4021                                  size_t length)
4022 {
4023         unsigned long min;
4024         int err;
4025
4026         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4027         if (err)
4028                 return err;
4029
4030         set_min_partial(s, min);
4031         return length;
4032 }
4033 SLAB_ATTR(min_partial);
4034
4035 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4036 {
4037         if (s->ctor) {
4038                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
4039
4040                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
4041         }
4042         return 0;
4043 }
4044 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4045
4046 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4047 {
4048         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4049 }
4050 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4051
4052 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4053 {
4054         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4055 }
4056 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4057
4058 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4059 {
4060         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4061 }
4062 SLAB_ATTR_RO(partial);
4063
4064 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4065 {
4066         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4067 }
4068 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4069
4070 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4071 {
4072         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4073 }
4074 SLAB_ATTR_RO(objects);
4075
4076 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4077 {
4078         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4079 }
4080 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4081
4082 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4083 {
4084         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4085 }
4086 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4087
4088 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4089 {
4090         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4091 }
4092
4093 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4094                                 const char *buf, size_t length)
4095 {
4096         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4097         if (buf[0] == '1')
4098                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4099         return length;
4100 }
4101 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4102
4103 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4104 {
4105         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4106 }
4107
4108 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4109                                                         size_t length)
4110 {
4111         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4112         if (buf[0] == '1')
4113                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4114         return length;
4115 }
4116 SLAB_ATTR(trace);
4117
4118 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4119 {
4120         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4121 }
4122
4123 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4124                                 const char *buf, size_t length)
4125 {
4126         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4127         if (buf[0] == '1')
4128                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4129         return length;
4130 }
4131 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4132
4133 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4136 }
4137 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4138
4139 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4140 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4141 {
4142         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4143 }
4144 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4145 #endif
4146
4147 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4148 {
4149         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4150 }
4151 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4152
4153 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4154 {
4155         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4156 }
4157
4158 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4159                                 const char *buf, size_t length)
4160 {
4161         if (any_slab_objects(s))
4162                 return -EBUSY;
4163
4164         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4165         if (buf[0] == '1')
4166                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4167         calculate_sizes(s, -1);
4168         return length;
4169 }
4170 SLAB_ATTR(red_zone);
4171
4172 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4173 {
4174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4175 }
4176
4177 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4178                                 const char *buf, size_t length)
4179 {
4180         if (any_slab_objects(s))
4181                 return -EBUSY;
4182
4183         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4184         if (buf[0] == '1')
4185                 s->flags |= SLAB_POISON;
4186         calculate_sizes(s, -1);
4187         return length;
4188 }
4189 SLAB_ATTR(poison);
4190
4191 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4192 {
4193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4194 }
4195
4196 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4197                                 const char *buf, size_t length)
4198 {
4199         if (any_slab_objects(s))
4200                 return -EBUSY;
4201
4202         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4203         if (buf[0] == '1')
4204                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4205         calculate_sizes(s, -1);
4206         return length;
4207 }
4208 SLAB_ATTR(store_user);
4209
4210 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4211 {
4212         return 0;
4213 }
4214
4215 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4216                         const char *buf, size_t length)
4217 {
4218         int ret = -EINVAL;
4219
4220         if (buf[0] == '1') {
4221                 ret = validate_slab_cache(s);
4222                 if (ret >= 0)
4223                         ret = length;
4224         }
4225         return ret;
4226 }
4227 SLAB_ATTR(validate);
4228
4229 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4230 {
4231         return 0;
4232 }
4233
4234 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4235                         const char *buf, size_t length)
4236 {
4237         if (buf[0] == '1') {
4238                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4239
4240                 if (rc)
4241                         return rc;
4242         } else
4243                 return -EINVAL;
4244         return length;
4245 }
4246 SLAB_ATTR(shrink);
4247
4248 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4249 {
4250         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4251                 return -ENOSYS;
4252         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4253 }
4254 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4255
4256 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4257 {
4258         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4259                 return -ENOSYS;
4260         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4261 }
4262 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4263
4264 #ifdef CONFIG_NUMA
4265 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4266 {
4267         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4268 }
4269
4270 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4271                                 const char *buf, size_t length)
4272 {
4273         unsigned long ratio;
4274         int err;
4275
4276         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4277         if (err)
4278                 return err;
4279
4280         if (ratio <= 100)
4281                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4282
4283         return length;
4284 }
4285 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4286 #endif
4287
4288 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4289 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4290 {
4291         unsigned long sum  = 0;
4292         int cpu;
4293         int len;
4294         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4295
4296         if (!data)
4297                 return -ENOMEM;
4298
4299         for_each_online_cpu(cpu) {
4300                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4301
4302                 data[cpu] = x;
4303                 sum += x;
4304         }
4305
4306         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4307
4308 #ifdef CONFIG_SMP
4309         for_each_online_cpu(cpu) {
4310                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4311                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4312         }
4313 #endif
4314         kfree(data);
4315         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4316 }
4317
4318 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4319 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4320 {                                                               \
4321         return show_stat(s, buf, si);                           \
4322 }                                                               \
4323 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4324
4325 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4326 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4327 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4328 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4329 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4330 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4331 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4332 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4333 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4334 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4335 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4336 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4337 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4338 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4339 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4340 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4341 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4342 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4343 #endif
4344
4345 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4346         &slab_size_attr.attr,
4347         &object_size_attr.attr,
4348         &objs_per_slab_attr.attr,
4349         &order_attr.attr,
4350         &min_partial_attr.attr,
4351         &objects_attr.attr,
4352         &objects_partial_attr.attr,
4353         &total_objects_attr.attr,
4354         &slabs_attr.attr,
4355         &partial_attr.attr,
4356         &cpu_slabs_attr.attr,
4357         &ctor_attr.attr,
4358         &aliases_attr.attr,
4359         &align_attr.attr,
4360         &sanity_checks_attr.attr,
4361         &trace_attr.attr,
4362         &hwcache_align_attr.attr,
4363         &reclaim_account_attr.attr,
4364         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4365         &red_zone_attr.attr,
4366         &poison_attr.attr,
4367         &store_user_attr.attr,
4368         &validate_attr.attr,
4369         &shrink_attr.attr,
4370         &alloc_calls_attr.attr,
4371         &free_calls_attr.attr,
4372 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4373         &cache_dma_attr.attr,
4374 #endif
4375 #ifdef CONFIG_NUMA
4376         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4377 #endif
4378 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4379         &alloc_fastpath_attr.attr,
4380         &alloc_slowpath_attr.attr,
4381         &free_fastpath_attr.attr,
4382         &free_slowpath_attr.attr,
4383         &free_frozen_attr.attr,
4384         &free_add_partial_attr.attr,
4385         &free_remove_partial_attr.attr,
4386         &alloc_from_partial_attr.attr,
4387         &alloc_slab_attr.attr,
4388         &alloc_refill_attr.attr,
4389         &free_slab_attr.attr,
4390         &cpuslab_flush_attr.attr,
4391         &deactivate_full_attr.attr,
4392         &deactivate_empty_attr.attr,
4393         &deactivate_to_head_attr.attr,
4394         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4395         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4396         &order_fallback_attr.attr,
4397 #endif
4398         NULL
4399 };
4400
4401 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4402         .attrs = slab_attrs,
4403 };
4404
4405 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4406                                 struct attribute *attr,
4407                                 char *buf)
4408 {
4409         struct slab_attribute *attribute;
4410         struct kmem_cache *s;
4411         int err;
4412
4413         attribute = to_slab_attr(attr);
4414         s = to_slab(kobj);
4415
4416         if (!attribute->show)
4417                 return -EIO;
4418
4419         err = attribute->show(s, buf);
4420
4421         return err;
4422 }
4423
4424 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4425                                 struct attribute *attr,
4426                                 const char *buf, size_t len)
4427 {
4428         struct slab_attribute *attribute;
4429         struct kmem_cache *s;
4430         int err;
4431
4432         attribute = to_slab_attr(attr);
4433         s = to_slab(kobj);
4434
4435         if (!attribute->store)
4436                 return -EIO;
4437
4438         err = attribute->store(s, buf, len);
4439
4440         return err;
4441 }
4442
4443 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4444 {
4445         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4446
4447         kfree(s);
4448 }
4449
4450 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4451         .show = slab_attr_show,
4452         .store = slab_attr_store,
4453 };
4454
4455 static struct kobj_type slab_ktype = {
4456         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4457         .release = kmem_cache_release
4458 };
4459
4460 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4461 {
4462         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4463
4464         if (ktype == &slab_ktype)
4465                 return 1;
4466         return 0;
4467 }
4468
4469 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4470         .filter = uevent_filter,
4471 };
4472
4473 static struct kset *slab_kset;
4474
4475 #define ID_STR_LENGTH 64
4476
4477 /* Create a unique string id for a slab cache:
4478  *
4479  * Format       :[flags-]size
4480  */
4481 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4482 {
4483         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4484         char *p = name;
4485
4486         BUG_ON(!name);
4487
4488         *p++ = ':';
4489         /*
4490          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4491          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4492          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4493          * are matched during merging to guarantee that the id is
4494          * unique.
4495          */
4496         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4497                 *p++ = 'd';
4498         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4499                 *p++ = 'a';
4500         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4501                 *p++ = 'F';
4502         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4503                 *p++ = 't';
4504         if (p != name + 1)
4505                 *p++ = '-';
4506         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4507         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4508         return name;
4509 }
4510
4511 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4512 {
4513         int err;
4514         const char *name;
4515         int unmergeable;
4516
4517         if (slab_state < SYSFS)
4518                 /* Defer until later */
4519                 return 0;
4520
4521         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4522         if (unmergeable) {
4523                 /*
4524                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4525                  * This is typically the case for debug situations. In that
4526                  * case we can catch duplicate names easily.
4527                  */
4528                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4529                 name = s->name;
4530         } else {
4531                 /*
4532                  * Create a unique name for the slab as a target
4533                  * for the symlinks.
4534                  */
4535                 name = create_unique_id(s);
4536         }
4537
4538         s->kobj.kset = slab_kset;
4539         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4540         if (err) {
4541                 kobject_put(&s->kobj);
4542                 return err;
4543         }
4544
4545         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4546         if (err)
4547                 return err;
4548         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4549         if (!unmergeable) {
4550                 /* Setup first alias */
4551                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4552                 kfree(name);
4553         }
4554         return 0;
4555 }
4556
4557 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4558 {
4559         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4560         kobject_del(&s->kobj);
4561         kobject_put(&s->kobj);
4562 }
4563
4564 /*
4565  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4566  * available lest we lose that information.
4567  */
4568 struct saved_alias {
4569         struct kmem_cache *s;
4570         const char *name;
4571         struct saved_alias *next;
4572 };
4573
4574 static struct saved_alias *alias_list;
4575
4576 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4577 {
4578         struct saved_alias *al;
4579
4580         if (slab_state == SYSFS) {
4581                 /*
4582                  * If we have a leftover link then remove it.
4583                  */
4584                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4585                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4586         }
4587
4588         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4589         if (!al)
4590                 return -ENOMEM;
4591
4592         al->s = s;
4593         al->name = name;
4594         al->next = alias_list;
4595         alias_list = al;
4596         return 0;
4597 }
4598
4599 static int __init slab_sysfs_init(void)
4600 {
4601         struct kmem_cache *s;
4602         int err;
4603
4604         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4605         if (!slab_kset) {
4606                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4607                 return -ENOSYS;
4608         }
4609
4610         slab_state = SYSFS;
4611
4612         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4613                 err = sysfs_slab_add(s);
4614                 if (err)
4615                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4616                                                 " to sysfs\n", s->name);
4617         }
4618
4619         while (alias_list) {
4620                 struct saved_alias *al = alias_list;
4621
4622                 alias_list = alias_list->next;
4623                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4624                 if (err)
4625                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4626                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4627                 kfree(al);
4628         }
4629
4630         resiliency_test();
4631         return 0;
4632 }
4633
4634 __initcall(slab_sysfs_init);
4635 #endif
4636
4637 /*
4638  * The /proc/slabinfo ABI
4639  */
4640 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4641 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4642 {
4643         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4644         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4645                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4646         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4647         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4648         seq_putc(m, '\n');
4649 }
4650
4651 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4652 {
4653         loff_t n = *pos;
4654
4655         down_read(&slub_lock);
4656         if (!n)
4657                 print_slabinfo_header(m);
4658
4659         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4660 }
4661
4662 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4663 {
4664         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4665 }
4666
4667 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4668 {
4669         up_read(&slub_lock);
4670 }
4671
4672 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4673 {
4674         unsigned long nr_partials = 0;
4675         unsigned long nr_slabs = 0;
4676         unsigned long nr_inuse = 0;
4677         unsigned long nr_objs = 0;
4678         unsigned long nr_free = 0;
4679         struct kmem_cache *s;
4680         int node;
4681
4682         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4683
4684         for_each_online_node(node) {
4685                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4686
4687                 if (!n)
4688                         continue;
4689
4690                 nr_partials += n->nr_partial;
4691                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4692                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4693                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4694         }
4695
4696         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4697
4698         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4699                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4700                    (1 << oo_order(s->oo)));
4701         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4702         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4703                    0UL);
4704         seq_putc(m, '\n');
4705         return 0;
4706 }
4707
4708 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4709         .start = s_start,
4710         .next = s_next,
4711         .stop = s_stop,
4712         .show = s_show,
4713 };
4714
4715 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4716 {
4717         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4718 }
4719
4720 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4721         .open           = slabinfo_open,
4722         .read           = seq_read,
4723         .llseek         = seq_lseek,
4724         .release        = seq_release,
4725 };
4726
4727 static int __init slab_proc_init(void)
4728 {
4729         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4730         return 0;
4731 }
4732 module_init(slab_proc_init);
4733 #endif /* CONFIG_SLABINFO */