slub: Move node determination out of hotpath
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
265 {
266         *(void **)(object + s->offset) = fp;
267 }
268
269 /* Loop over all objects in a slab */
270 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
271         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
272                         __p += (__s)->size)
273
274 /* Determine object index from a given position */
275 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
276 {
277         return (p - addr) / s->size;
278 }
279
280 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
281 {
282 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
283         /*
284          * Debugging requires use of the padding between object
285          * and whatever may come after it.
286          */
287         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
288                 return s->objsize;
289
290 #endif
291         /*
292          * If we have the need to store the freelist pointer
293          * back there or track user information then we can
294          * only use the space before that information.
295          */
296         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
297                 return s->inuse;
298         /*
299          * Else we can use all the padding etc for the allocation
300          */
301         return s->size;
302 }
303
304 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
305 {
306         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
307 }
308
309 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
310                 unsigned long size, int reserved)
311 {
312         struct kmem_cache_order_objects x = {
313                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
314         };
315
316         return x;
317 }
318
319 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
320 {
321         return x.x >> OO_SHIFT;
322 }
323
324 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
325 {
326         return x.x & OO_MASK;
327 }
328
329 /*
330  * Determine a map of object in use on a page.
331  *
332  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
333  * not vanish from under us.
334  */
335 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
336 {
337         void *p;
338         void *addr = page_address(page);
339
340         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
341                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
345 /*
346  * Debug settings:
347  */
348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
349 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
350 #else
351 static int slub_debug;
352 #endif
353
354 static char *slub_debug_slabs;
355 static int disable_higher_order_debug;
356
357 /*
358  * Object debugging
359  */
360 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
361 {
362         int i, offset;
363         int newline = 1;
364         char ascii[17];
365
366         ascii[16] = 0;
367
368         for (i = 0; i < length; i++) {
369                 if (newline) {
370                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
371                         newline = 0;
372                 }
373                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
374                 offset = i % 16;
375                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
376                 if (offset == 15) {
377                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
378                         newline = 1;
379                 }
380         }
381         if (!newline) {
382                 i %= 16;
383                 while (i < 16) {
384                         printk(KERN_CONT "   ");
385                         ascii[i] = ' ';
386                         i++;
387                 }
388                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
389         }
390 }
391
392 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
393         enum track_item alloc)
394 {
395         struct track *p;
396
397         if (s->offset)
398                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
399         else
400                 p = object + s->inuse;
401
402         return p + alloc;
403 }
404
405 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
406                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
407 {
408         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
409
410         if (addr) {
411                 p->addr = addr;
412                 p->cpu = smp_processor_id();
413                 p->pid = current->pid;
414                 p->when = jiffies;
415         } else
416                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
417 }
418
419 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
420 {
421         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
422                 return;
423
424         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
425         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
426 }
427
428 static void print_track(const char *s, struct track *t)
429 {
430         if (!t->addr)
431                 return;
432
433         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
434                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
435 }
436
437 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
438 {
439         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
440                 return;
441
442         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
443         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
444 }
445
446 static void print_page_info(struct page *page)
447 {
448         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
449                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
450
451 }
452
453 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
454 {
455         va_list args;
456         char buf[100];
457
458         va_start(args, fmt);
459         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
460         va_end(args);
461         printk(KERN_ERR "========================================"
462                         "=====================================\n");
463         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
464         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
465                         "-------------------------------------\n\n");
466 }
467
468 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
469 {
470         va_list args;
471         char buf[100];
472
473         va_start(args, fmt);
474         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
475         va_end(args);
476         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
477 }
478
479 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
480 {
481         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
482         u8 *addr = page_address(page);
483
484         print_tracking(s, p);
485
486         print_page_info(page);
487
488         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
489                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
490
491         if (p > addr + 16)
492                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
493
494         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
495
496         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
497                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
498                         s->inuse - s->objsize);
499
500         if (s->offset)
501                 off = s->offset + sizeof(void *);
502         else
503                 off = s->inuse;
504
505         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
506                 off += 2 * sizeof(struct track);
507
508         if (off != s->size)
509                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
510                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
511
512         dump_stack();
513 }
514
515 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
516                         u8 *object, char *reason)
517 {
518         slab_bug(s, "%s", reason);
519         print_trailer(s, page, object);
520 }
521
522 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
523 {
524         va_list args;
525         char buf[100];
526
527         va_start(args, fmt);
528         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
529         va_end(args);
530         slab_bug(s, "%s", buf);
531         print_page_info(page);
532         dump_stack();
533 }
534
535 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
536 {
537         u8 *p = object;
538
539         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
540                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
541                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
542         }
543
544         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
545                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
546 }
547
548 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
549 {
550         while (bytes) {
551                 if (*start != (u8)value)
552                         return start;
553                 start++;
554                 bytes--;
555         }
556         return NULL;
557 }
558
559 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
560                                                 void *from, void *to)
561 {
562         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
563         memset(from, data, to - from);
564 }
565
566 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
567                         u8 *object, char *what,
568                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
569 {
570         u8 *fault;
571         u8 *end;
572
573         fault = check_bytes(start, value, bytes);
574         if (!fault)
575                 return 1;
576
577         end = start + bytes;
578         while (end > fault && end[-1] == value)
579                 end--;
580
581         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
582         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
583                                         fault, end - 1, fault[0], value);
584         print_trailer(s, page, object);
585
586         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
587         return 0;
588 }
589
590 /*
591  * Object layout:
592  *
593  * object address
594  *      Bytes of the object to be managed.
595  *      If the freepointer may overlay the object then the free
596  *      pointer is the first word of the object.
597  *
598  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
599  *      0xa5 (POISON_END)
600  *
601  * object + s->objsize
602  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
603  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
604  *      objsize == inuse.
605  *
606  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
607  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
608  *
609  * object + s->inuse
610  *      Meta data starts here.
611  *
612  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
613  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
614  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
615  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
616  *              before the word boundary.
617  *
618  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
619  *
620  * object + s->size
621  *      Nothing is used beyond s->size.
622  *
623  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
624  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
625  * may be used with merged slabcaches.
626  */
627
628 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
629 {
630         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
631
632         if (s->offset)
633                 /* Freepointer is placed after the object. */
634                 off += sizeof(void *);
635
636         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
637                 /* We also have user information there */
638                 off += 2 * sizeof(struct track);
639
640         if (s->size == off)
641                 return 1;
642
643         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
644                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
645 }
646
647 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
648 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
649 {
650         u8 *start;
651         u8 *fault;
652         u8 *end;
653         int length;
654         int remainder;
655
656         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
657                 return 1;
658
659         start = page_address(page);
660         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
661         end = start + length;
662         remainder = length % s->size;
663         if (!remainder)
664                 return 1;
665
666         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
667         if (!fault)
668                 return 1;
669         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
670                 end--;
671
672         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
673         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
674
675         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
676         return 0;
677 }
678
679 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
680                                         void *object, u8 val)
681 {
682         u8 *p = object;
683         u8 *endobject = object + s->objsize;
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
686                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
687                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
688                         return 0;
689         } else {
690                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
691                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
692                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
693                 }
694         }
695
696         if (s->flags & SLAB_POISON) {
697                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
698                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
699                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
700                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
701                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
702                         return 0;
703                 /*
704                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
705                  */
706                 check_pad_bytes(s, page, p);
707         }
708
709         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
710                 /*
711                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
712                  * freepointer while object is allocated.
713                  */
714                 return 1;
715
716         /* Check free pointer validity */
717         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
718                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
719                 /*
720                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
721                  * of the free objects in this slab. May cause
722                  * another error because the object count is now wrong.
723                  */
724                 set_freepointer(s, p, NULL);
725                 return 0;
726         }
727         return 1;
728 }
729
730 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
731 {
732         int maxobj;
733
734         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
735
736         if (!PageSlab(page)) {
737                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
738                 return 0;
739         }
740
741         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
742         if (page->objects > maxobj) {
743                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
744                         s->name, page->objects, maxobj);
745                 return 0;
746         }
747         if (page->inuse > page->objects) {
748                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
749                         s->name, page->inuse, page->objects);
750                 return 0;
751         }
752         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
753         slab_pad_check(s, page);
754         return 1;
755 }
756
757 /*
758  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
759  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
760  */
761 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
762 {
763         int nr = 0;
764         void *fp = page->freelist;
765         void *object = NULL;
766         unsigned long max_objects;
767
768         while (fp && nr <= page->objects) {
769                 if (fp == search)
770                         return 1;
771                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
772                         if (object) {
773                                 object_err(s, page, object,
774                                         "Freechain corrupt");
775                                 set_freepointer(s, object, NULL);
776                                 break;
777                         } else {
778                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
779                                 page->freelist = NULL;
780                                 page->inuse = page->objects;
781                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
782                                 return 0;
783                         }
784                         break;
785                 }
786                 object = fp;
787                 fp = get_freepointer(s, object);
788                 nr++;
789         }
790
791         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
792         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
793                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
794
795         if (page->objects != max_objects) {
796                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
797                         "should be %d", page->objects, max_objects);
798                 page->objects = max_objects;
799                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
800         }
801         if (page->inuse != page->objects - nr) {
802                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
803                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
804                 page->inuse = page->objects - nr;
805                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
806         }
807         return search == NULL;
808 }
809
810 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
811                                                                 int alloc)
812 {
813         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
814                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
815                         s->name,
816                         alloc ? "alloc" : "free",
817                         object, page->inuse,
818                         page->freelist);
819
820                 if (!alloc)
821                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
822
823                 dump_stack();
824         }
825 }
826
827 /*
828  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
829  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
830  */
831 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
832 {
833         flags &= gfp_allowed_mask;
834         lockdep_trace_alloc(flags);
835         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
836
837         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
838 }
839
840 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
841 {
842         flags &= gfp_allowed_mask;
843         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
844         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
845 }
846
847 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
848 {
849         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
850
851         /*
852          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
853          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
854          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
855          */
856 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
857         {
858                 unsigned long flags;
859
860                 local_irq_save(flags);
861                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
862                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
863                 local_irq_restore(flags);
864         }
865 #endif
866         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
867                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
868 }
869
870 /*
871  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
872  */
873 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
874 {
875         spin_lock(&n->list_lock);
876         list_add(&page->lru, &n->full);
877         spin_unlock(&n->list_lock);
878 }
879
880 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
881 {
882         struct kmem_cache_node *n;
883
884         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
885                 return;
886
887         n = get_node(s, page_to_nid(page));
888
889         spin_lock(&n->list_lock);
890         list_del(&page->lru);
891         spin_unlock(&n->list_lock);
892 }
893
894 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
895 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
896 {
897         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
898
899         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
900 }
901
902 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
903 {
904         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
905 }
906
907 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
910
911         /*
912          * May be called early in order to allocate a slab for the
913          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
914          * dilemma by deferring the increment of the count during
915          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
916          */
917         if (n) {
918                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
919                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
920         }
921 }
922 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
923 {
924         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
925
926         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
927         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
928 }
929
930 /* Object debug checks for alloc/free paths */
931 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
932                                                                 void *object)
933 {
934         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
935                 return;
936
937         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
938         init_tracking(s, object);
939 }
940
941 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
942                                         void *object, unsigned long addr)
943 {
944         if (!check_slab(s, page))
945                 goto bad;
946
947         if (!on_freelist(s, page, object)) {
948                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
949                 goto bad;
950         }
951
952         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
953                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
954                 goto bad;
955         }
956
957         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
958                 goto bad;
959
960         /* Success perform special debug activities for allocs */
961         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
962                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
963         trace(s, page, object, 1);
964         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
965         return 1;
966
967 bad:
968         if (PageSlab(page)) {
969                 /*
970                  * If this is a slab page then lets do the best we can
971                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
972                  * as used avoids touching the remaining objects.
973                  */
974                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
975                 page->inuse = page->objects;
976                 page->freelist = NULL;
977         }
978         return 0;
979 }
980
981 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
982                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
983 {
984         if (!check_slab(s, page))
985                 goto fail;
986
987         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
988                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
989                 goto fail;
990         }
991
992         if (on_freelist(s, page, object)) {
993                 object_err(s, page, object, "Object already free");
994                 goto fail;
995         }
996
997         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
998                 return 0;
999
1000         if (unlikely(s != page->slab)) {
1001                 if (!PageSlab(page)) {
1002                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1003                                 "outside of slab", object);
1004                 } else if (!page->slab) {
1005                         printk(KERN_ERR
1006                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1007                                                 object);
1008                         dump_stack();
1009                 } else
1010                         object_err(s, page, object,
1011                                         "page slab pointer corrupt.");
1012                 goto fail;
1013         }
1014
1015         /* Special debug activities for freeing objects */
1016         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
1017                 remove_full(s, page);
1018         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1019                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1020         trace(s, page, object, 0);
1021         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1022         return 1;
1023
1024 fail:
1025         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1030 {
1031         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1032         if (*str++ != '=' || !*str)
1033                 /*
1034                  * No options specified. Switch on full debugging.
1035                  */
1036                 goto out;
1037
1038         if (*str == ',')
1039                 /*
1040                  * No options but restriction on slabs. This means full
1041                  * debugging for slabs matching a pattern.
1042                  */
1043                 goto check_slabs;
1044
1045         if (tolower(*str) == 'o') {
1046                 /*
1047                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1048                  * would increase as a result.
1049                  */
1050                 disable_higher_order_debug = 1;
1051                 goto out;
1052         }
1053
1054         slub_debug = 0;
1055         if (*str == '-')
1056                 /*
1057                  * Switch off all debugging measures.
1058                  */
1059                 goto out;
1060
1061         /*
1062          * Determine which debug features should be switched on
1063          */
1064         for (; *str && *str != ','; str++) {
1065                 switch (tolower(*str)) {
1066                 case 'f':
1067                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1068                         break;
1069                 case 'z':
1070                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1071                         break;
1072                 case 'p':
1073                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1074                         break;
1075                 case 'u':
1076                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1077                         break;
1078                 case 't':
1079                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1080                         break;
1081                 case 'a':
1082                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1083                         break;
1084                 default:
1085                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1086                                 "unknown. skipped\n", *str);
1087                 }
1088         }
1089
1090 check_slabs:
1091         if (*str == ',')
1092                 slub_debug_slabs = str + 1;
1093 out:
1094         return 1;
1095 }
1096
1097 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1098
1099 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1100         unsigned long flags, const char *name,
1101         void (*ctor)(void *))
1102 {
1103         /*
1104          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1105          */
1106         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1107                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1108                 flags |= slub_debug;
1109
1110         return flags;
1111 }
1112 #else
1113 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1114                         struct page *page, void *object) {}
1115
1116 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1117         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1118
1119 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1120         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1121
1122 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1123                         { return 1; }
1124 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1125                         void *object, u8 val) { return 1; }
1126 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1127 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1128         unsigned long flags, const char *name,
1129         void (*ctor)(void *))
1130 {
1131         return flags;
1132 }
1133 #define slub_debug 0
1134
1135 #define disable_higher_order_debug 0
1136
1137 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1138                                                         { return 0; }
1139 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1140                                                         { return 0; }
1141 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1142                                                         int objects) {}
1143 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1144                                                         int objects) {}
1145
1146 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1147                                                         { return 0; }
1148
1149 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1150                 void *object) {}
1151
1152 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1153
1154 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1155
1156 /*
1157  * Slab allocation and freeing
1158  */
1159 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1160                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1161 {
1162         int order = oo_order(oo);
1163
1164         flags |= __GFP_NOTRACK;
1165
1166         if (node == NUMA_NO_NODE)
1167                 return alloc_pages(flags, order);
1168         else
1169                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1170 }
1171
1172 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1173 {
1174         struct page *page;
1175         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1176         gfp_t alloc_gfp;
1177
1178         flags |= s->allocflags;
1179
1180         /*
1181          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1182          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1183          */
1184         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1185
1186         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1187         if (unlikely(!page)) {
1188                 oo = s->min;
1189                 /*
1190                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1191                  * Try a lower order alloc if possible
1192                  */
1193                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1194                 if (!page)
1195                         return NULL;
1196
1197                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1198         }
1199
1200         if (kmemcheck_enabled
1201                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1202                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1203
1204                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1205
1206                 /*
1207                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1208                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1209                  */
1210                 if (s->ctor)
1211                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1212                 else
1213                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1214         }
1215
1216         page->objects = oo_objects(oo);
1217         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1218                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1219                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1220                 1 << oo_order(oo));
1221
1222         return page;
1223 }
1224
1225 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1226                                 void *object)
1227 {
1228         setup_object_debug(s, page, object);
1229         if (unlikely(s->ctor))
1230                 s->ctor(object);
1231 }
1232
1233 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1234 {
1235         struct page *page;
1236         void *start;
1237         void *last;
1238         void *p;
1239
1240         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1241
1242         page = allocate_slab(s,
1243                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1244         if (!page)
1245                 goto out;
1246
1247         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1248         page->slab = s;
1249         page->flags |= 1 << PG_slab;
1250
1251         start = page_address(page);
1252
1253         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1254                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1255
1256         last = start;
1257         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1258                 setup_object(s, page, last);
1259                 set_freepointer(s, last, p);
1260                 last = p;
1261         }
1262         setup_object(s, page, last);
1263         set_freepointer(s, last, NULL);
1264
1265         page->freelist = start;
1266         page->inuse = 0;
1267 out:
1268         return page;
1269 }
1270
1271 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1272 {
1273         int order = compound_order(page);
1274         int pages = 1 << order;
1275
1276         if (kmem_cache_debug(s)) {
1277                 void *p;
1278
1279                 slab_pad_check(s, page);
1280                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1281                                                 page->objects)
1282                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1283         }
1284
1285         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1286
1287         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1288                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1289                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1290                 -pages);
1291
1292         __ClearPageSlab(page);
1293         reset_page_mapcount(page);
1294         if (current->reclaim_state)
1295                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1296         __free_pages(page, order);
1297 }
1298
1299 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1300         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1301
1302 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1303 {
1304         struct page *page;
1305
1306         if (need_reserve_slab_rcu)
1307                 page = virt_to_head_page(h);
1308         else
1309                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1310
1311         __free_slab(page->slab, page);
1312 }
1313
1314 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1315 {
1316         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1317                 struct rcu_head *head;
1318
1319                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1320                         int order = compound_order(page);
1321                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1322
1323                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1324                         head = page_address(page) + offset;
1325                 } else {
1326                         /*
1327                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1328                          */
1329                         head = (void *)&page->lru;
1330                 }
1331
1332                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1333         } else
1334                 __free_slab(s, page);
1335 }
1336
1337 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1338 {
1339         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1340         free_slab(s, page);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Per slab locking using the pagelock
1345  */
1346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1347 {
1348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1349 }
1350
1351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1352 {
1353         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1354 }
1355
1356 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1357 {
1358         int rc = 1;
1359
1360         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1361         return rc;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Management of partially allocated slabs
1366  */
1367 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1368                                 struct page *page, int tail)
1369 {
1370         spin_lock(&n->list_lock);
1371         n->nr_partial++;
1372         if (tail)
1373                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1374         else
1375                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1376         spin_unlock(&n->list_lock);
1377 }
1378
1379 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1380                                         struct page *page)
1381 {
1382         list_del(&page->lru);
1383         n->nr_partial--;
1384 }
1385
1386 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1387 {
1388         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1389
1390         spin_lock(&n->list_lock);
1391         __remove_partial(n, page);
1392         spin_unlock(&n->list_lock);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Lock slab and remove from the partial list.
1397  *
1398  * Must hold list_lock.
1399  */
1400 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1401                                                         struct page *page)
1402 {
1403         if (slab_trylock(page)) {
1404                 __remove_partial(n, page);
1405                 __SetPageSlubFrozen(page);
1406                 return 1;
1407         }
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1413  */
1414 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1415 {
1416         struct page *page;
1417
1418         /*
1419          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1420          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1421          * partial slab and there is none available then get_partials()
1422          * will return NULL.
1423          */
1424         if (!n || !n->nr_partial)
1425                 return NULL;
1426
1427         spin_lock(&n->list_lock);
1428         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1429                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1430                         goto out;
1431         page = NULL;
1432 out:
1433         spin_unlock(&n->list_lock);
1434         return page;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1439  */
1440 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1441 {
1442 #ifdef CONFIG_NUMA
1443         struct zonelist *zonelist;
1444         struct zoneref *z;
1445         struct zone *zone;
1446         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1447         struct page *page;
1448
1449         /*
1450          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1451          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1452          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1453          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1454          *
1455          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1456          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1457          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1458          * from other nodes and filled up.
1459          *
1460          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1461          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1462          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1463          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1464          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1465          * with available objects.
1466          */
1467         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1468                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1469                 return NULL;
1470
1471         get_mems_allowed();
1472         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1473         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1474                 struct kmem_cache_node *n;
1475
1476                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1477
1478                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1479                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1480                         page = get_partial_node(n);
1481                         if (page) {
1482                                 put_mems_allowed();
1483                                 return page;
1484                         }
1485                 }
1486         }
1487         put_mems_allowed();
1488 #endif
1489         return NULL;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Get a partial page, lock it and return it.
1494  */
1495 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1496 {
1497         struct page *page;
1498         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1499
1500         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1501         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1502                 return page;
1503
1504         return get_any_partial(s, flags);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Move a page back to the lists.
1509  *
1510  * Must be called with the slab lock held.
1511  *
1512  * On exit the slab lock will have been dropped.
1513  */
1514 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1515         __releases(bitlock)
1516 {
1517         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1518
1519         __ClearPageSlubFrozen(page);
1520         if (page->inuse) {
1521
1522                 if (page->freelist) {
1523                         add_partial(n, page, tail);
1524                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1525                 } else {
1526                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1527                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1528                                 add_full(n, page);
1529                 }
1530                 slab_unlock(page);
1531         } else {
1532                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1533                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1534                         /*
1535                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1536                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1537                          * to come after the other slabs with objects in
1538                          * so that the others get filled first. That way the
1539                          * size of the partial list stays small.
1540                          *
1541                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1542                          * the partial list.
1543                          */
1544                         add_partial(n, page, 1);
1545                         slab_unlock(page);
1546                 } else {
1547                         slab_unlock(page);
1548                         stat(s, FREE_SLAB);
1549                         discard_slab(s, page);
1550                 }
1551         }
1552 }
1553
1554 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1555 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1556 /*
1557  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1558  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1559  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1560  */
1561 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1562 #else
1563 /*
1564  * No preemption supported therefore also no need to check for
1565  * different cpus.
1566  */
1567 #define TID_STEP 1
1568 #endif
1569
1570 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1571 {
1572         return tid + TID_STEP;
1573 }
1574
1575 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1576 {
1577         return tid % TID_STEP;
1578 }
1579
1580 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1581 {
1582         return tid / TID_STEP;
1583 }
1584
1585 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1586 {
1587         return cpu;
1588 }
1589
1590 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1591                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1592 {
1593 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1594         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1595
1596         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1597
1598 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1599         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1600                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1601                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1602         else
1603 #endif
1604         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1605                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1606                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1607         else
1608                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1609                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1610 #endif
1611         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1612 }
1613
1614 #endif
1615
1616 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1617 {
1618 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1619         int cpu;
1620
1621         for_each_possible_cpu(cpu)
1622                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1623 #endif
1624
1625 }
1626 /*
1627  * Remove the cpu slab
1628  */
1629 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1630         __releases(bitlock)
1631 {
1632         struct page *page = c->page;
1633         int tail = 1;
1634
1635         if (page->freelist)
1636                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1637         /*
1638          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1639          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1640          * to occur.
1641          */
1642         while (unlikely(c->freelist)) {
1643                 void **object;
1644
1645                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1646
1647                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1648                 object = c->freelist;
1649                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1650
1651                 /* And put onto the regular freelist */
1652                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1653                 page->freelist = object;
1654                 page->inuse--;
1655         }
1656         c->page = NULL;
1657 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1658         c->tid = next_tid(c->tid);
1659 #endif
1660         unfreeze_slab(s, page, tail);
1661 }
1662
1663 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1664 {
1665         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1666         slab_lock(c->page);
1667         deactivate_slab(s, c);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Flush cpu slab.
1672  *
1673  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1674  */
1675 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1676 {
1677         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1678
1679         if (likely(c && c->page))
1680                 flush_slab(s, c);
1681 }
1682
1683 static void flush_cpu_slab(void *d)
1684 {
1685         struct kmem_cache *s = d;
1686
1687         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1688 }
1689
1690 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1691 {
1692         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1697  * locality expectations.
1698  */
1699 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1700 {
1701 #ifdef CONFIG_NUMA
1702         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1703                 return 0;
1704 #endif
1705         return 1;
1706 }
1707
1708 static int count_free(struct page *page)
1709 {
1710         return page->objects - page->inuse;
1711 }
1712
1713 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1714                                         int (*get_count)(struct page *))
1715 {
1716         unsigned long flags;
1717         unsigned long x = 0;
1718         struct page *page;
1719
1720         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1721         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1722                 x += get_count(page);
1723         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1724         return x;
1725 }
1726
1727 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1728 {
1729 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1730         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1731 #else
1732         return 0;
1733 #endif
1734 }
1735
1736 static noinline void
1737 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1738 {
1739         int node;
1740
1741         printk(KERN_WARNING
1742                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1743                 nid, gfpflags);
1744         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1745                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1746                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1747
1748         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1749                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1750                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1751
1752         for_each_online_node(node) {
1753                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1754                 unsigned long nr_slabs;
1755                 unsigned long nr_objs;
1756                 unsigned long nr_free;
1757
1758                 if (!n)
1759                         continue;
1760
1761                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1762                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1763                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1764
1765                 printk(KERN_WARNING
1766                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1767                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1768         }
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1773  * debugging duties.
1774  *
1775  * Interrupts are disabled.
1776  *
1777  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1778  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1779  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1780  *
1781  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1782  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1783  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1784  *
1785  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1786  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1787  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1788  */
1789 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1790                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1791 {
1792         void **object;
1793         struct page *page;
1794 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1795         unsigned long flags;
1796
1797         local_irq_save(flags);
1798 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1799         /*
1800          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1801          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1802          * pointer.
1803          */
1804         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1805 #endif
1806 #endif
1807
1808         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1809         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1810
1811         page = c->page;
1812         if (!page)
1813                 goto new_slab;
1814
1815         slab_lock(page);
1816         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1817                 goto another_slab;
1818
1819         stat(s, ALLOC_REFILL);
1820
1821 load_freelist:
1822         object = page->freelist;
1823         if (unlikely(!object))
1824                 goto another_slab;
1825         if (kmem_cache_debug(s))
1826                 goto debug;
1827
1828         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1829         page->inuse = page->objects;
1830         page->freelist = NULL;
1831
1832 unlock_out:
1833         slab_unlock(page);
1834 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1835         c->tid = next_tid(c->tid);
1836         local_irq_restore(flags);
1837 #endif
1838         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1839         return object;
1840
1841 another_slab:
1842         deactivate_slab(s, c);
1843
1844 new_slab:
1845         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1846         if (page) {
1847                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1848 load_from_page:
1849                 c->node = page_to_nid(page);
1850                 c->page = page;
1851                 goto load_freelist;
1852         }
1853
1854         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1855         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1856                 local_irq_enable();
1857
1858         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1859
1860         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1861                 local_irq_disable();
1862
1863         if (page) {
1864                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1865                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1866                 if (c->page)
1867                         flush_slab(s, c);
1868
1869                 slab_lock(page);
1870                 __SetPageSlubFrozen(page);
1871
1872                 goto load_from_page;
1873         }
1874         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1875                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1876 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1877         local_irq_restore(flags);
1878 #endif
1879         return NULL;
1880 debug:
1881         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1882                 goto another_slab;
1883
1884         page->inuse++;
1885         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1886         c->node = NUMA_NO_NODE;
1887         goto unlock_out;
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1892  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1893  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1894  *
1895  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1896  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1897  *
1898  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1899  */
1900 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1901                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1902 {
1903         void **object;
1904         struct kmem_cache_cpu *c;
1905 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1906         unsigned long tid;
1907 #else
1908         unsigned long flags;
1909 #endif
1910
1911         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1912                 return NULL;
1913
1914 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1915         local_irq_save(flags);
1916 #else
1917 redo:
1918 #endif
1919
1920         /*
1921          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1922          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1923          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1924          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1925          */
1926         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1927
1928 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1929         /*
1930          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1931          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1932          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1933          * linked list in between.
1934          */
1935         tid = c->tid;
1936         barrier();
1937 #endif
1938
1939         object = c->freelist;
1940         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1941
1942                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1943
1944         else {
1945 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1946                 /*
1947                  * The cmpxchg will only match if there was no additonal
1948                  * operation and if we are on the right processor.
1949                  *
1950                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1951                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1952                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1953                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1954                  *
1955                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1956                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1957                  */
1958                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
1959                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1960                                 object, tid,
1961                                 get_freepointer(s, object), next_tid(tid)))) {
1962
1963                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1964                         goto redo;
1965                 }
1966 #else
1967                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1968 #endif
1969                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1970         }
1971
1972 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1973         local_irq_restore(flags);
1974 #endif
1975
1976         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1977                 memset(object, 0, s->objsize);
1978
1979         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1980
1981         return object;
1982 }
1983
1984 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1985 {
1986         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1987
1988         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1989
1990         return ret;
1991 }
1992 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1993
1994 #ifdef CONFIG_TRACING
1995 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1996 {
1997         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1998         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1999         return ret;
2000 }
2001 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2002
2003 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2004 {
2005         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2006         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2007         return ret;
2008 }
2009 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2010 #endif
2011
2012 #ifdef CONFIG_NUMA
2013 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2014 {
2015         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2016
2017         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2018                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2019
2020         return ret;
2021 }
2022 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2023
2024 #ifdef CONFIG_TRACING
2025 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2026                                     gfp_t gfpflags,
2027                                     int node, size_t size)
2028 {
2029         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2030
2031         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2032                            size, s->size, gfpflags, node);
2033         return ret;
2034 }
2035 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2036 #endif
2037 #endif
2038
2039 /*
2040  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2041  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2042  *
2043  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2044  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2045  * handling required then we can return immediately.
2046  */
2047 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2048                         void *x, unsigned long addr)
2049 {
2050         void *prior;
2051         void **object = (void *)x;
2052 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2053         unsigned long flags;
2054
2055         local_irq_save(flags);
2056 #endif
2057         slab_lock(page);
2058         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2059
2060         if (kmem_cache_debug(s))
2061                 goto debug;
2062
2063 checks_ok:
2064         prior = page->freelist;
2065         set_freepointer(s, object, prior);
2066         page->freelist = object;
2067         page->inuse--;
2068
2069         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2070                 stat(s, FREE_FROZEN);
2071                 goto out_unlock;
2072         }
2073
2074         if (unlikely(!page->inuse))
2075                 goto slab_empty;
2076
2077         /*
2078          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2079          * then add it.
2080          */
2081         if (unlikely(!prior)) {
2082                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2083                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2084         }
2085
2086 out_unlock:
2087         slab_unlock(page);
2088 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2089         local_irq_restore(flags);
2090 #endif
2091         return;
2092
2093 slab_empty:
2094         if (prior) {
2095                 /*
2096                  * Slab still on the partial list.
2097                  */
2098                 remove_partial(s, page);
2099                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2100         }
2101         slab_unlock(page);
2102 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2103         local_irq_restore(flags);
2104 #endif
2105         stat(s, FREE_SLAB);
2106         discard_slab(s, page);
2107         return;
2108
2109 debug:
2110         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
2111                 goto out_unlock;
2112         goto checks_ok;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2117  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2118  *
2119  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2120  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2121  * the item before.
2122  *
2123  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2124  * with all sorts of special processing.
2125  */
2126 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2127                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2128 {
2129         void **object = (void *)x;
2130         struct kmem_cache_cpu *c;
2131 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2132         unsigned long tid;
2133 #else
2134         unsigned long flags;
2135 #endif
2136
2137         slab_free_hook(s, x);
2138
2139 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2140         local_irq_save(flags);
2141
2142 #else
2143 redo:
2144 #endif
2145
2146         /*
2147          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2148          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2149          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2150          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2151          */
2152         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2153
2154 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2155         tid = c->tid;
2156         barrier();
2157 #endif
2158
2159         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
2160                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2161
2162 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2163                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2164                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2165                                 c->freelist, tid,
2166                                 object, next_tid(tid)))) {
2167
2168                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2169                         goto redo;
2170                 }
2171 #else
2172                 c->freelist = object;
2173 #endif
2174                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2175         } else
2176                 __slab_free(s, page, x, addr);
2177
2178 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2179         local_irq_restore(flags);
2180 #endif
2181 }
2182
2183 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2184 {
2185         struct page *page;
2186
2187         page = virt_to_head_page(x);
2188
2189         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2190
2191         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2192 }
2193 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2194
2195 /*
2196  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2197  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2198  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2199  * another.
2200  *
2201  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2202  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2203  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2204  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2205  * locking overhead.
2206  */
2207
2208 /*
2209  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2210  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2211  * and increases the number of allocations possible without having to
2212  * take the list_lock.
2213  */
2214 static int slub_min_order;
2215 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2216 static int slub_min_objects;
2217
2218 /*
2219  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2220  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2221  */
2222 static int slub_nomerge;
2223
2224 /*
2225  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2226  *
2227  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2228  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2229  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2230  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2231  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2232  * would be wasted.
2233  *
2234  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2235  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2236  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2237  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2238  *
2239  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2240  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2241  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2242  * of space in favor of a small page order.
2243  *
2244  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2245  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2246  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2247  * the smallest order which will fit the object.
2248  */
2249 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2250                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2251 {
2252         int order;
2253         int rem;
2254         int min_order = slub_min_order;
2255
2256         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2257                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2258
2259         for (order = max(min_order,
2260                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2261                         order <= max_order; order++) {
2262
2263                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2264
2265                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2266                         continue;
2267
2268                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2269
2270                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2271                         break;
2272
2273         }
2274
2275         return order;
2276 }
2277
2278 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2279 {
2280         int order;
2281         int min_objects;
2282         int fraction;
2283         int max_objects;
2284
2285         /*
2286          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2287          * works by first attempting to generate a layout with
2288          * the best configuration and backing off gradually.
2289          *
2290          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2291          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2292          */
2293         min_objects = slub_min_objects;
2294         if (!min_objects)
2295                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2296         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2297         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2298
2299         while (min_objects > 1) {
2300                 fraction = 16;
2301                 while (fraction >= 4) {
2302                         order = slab_order(size, min_objects,
2303                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2304                         if (order <= slub_max_order)
2305                                 return order;
2306                         fraction /= 2;
2307                 }
2308                 min_objects--;
2309         }
2310
2311         /*
2312          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2313          * lets see if we can place a single object there.
2314          */
2315         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2316         if (order <= slub_max_order)
2317                 return order;
2318
2319         /*
2320          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2321          */
2322         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2323         if (order < MAX_ORDER)
2324                 return order;
2325         return -ENOSYS;
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2330  */
2331 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2332                 unsigned long align, unsigned long size)
2333 {
2334         /*
2335          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2336          * suggestion if the object is sufficiently large.
2337          *
2338          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2339          * alignment though. If that is greater then use it.
2340          */
2341         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2342                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2343                 while (size <= ralign / 2)
2344                         ralign /= 2;
2345                 align = max(align, ralign);
2346         }
2347
2348         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2349                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2350
2351         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2352 }
2353
2354 static void
2355 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2356 {
2357         n->nr_partial = 0;
2358         spin_lock_init(&n->list_lock);
2359         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2360 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2361         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2362         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2363         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2364 #endif
2365 }
2366
2367 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2368 {
2369         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2370                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2371
2372 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2373         /*
2374          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg instructions
2375          * to work.
2376          */
2377         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu), 2 * sizeof(void *));
2378 #else
2379         /* Regular alignment is sufficient */
2380         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2381 #endif
2382
2383         if (!s->cpu_slab)
2384                 return 0;
2385
2386         init_kmem_cache_cpus(s);
2387
2388         return 1;
2389 }
2390
2391 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2392
2393 /*
2394  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2395  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2396  * possible.
2397  *
2398  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2399  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2400  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2401  */
2402 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2403 {
2404         struct page *page;
2405         struct kmem_cache_node *n;
2406         unsigned long flags;
2407
2408         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2409
2410         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2411
2412         BUG_ON(!page);
2413         if (page_to_nid(page) != node) {
2414                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2415                                 "node %d\n", node);
2416                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2417                                 "in order to be able to continue\n");
2418         }
2419
2420         n = page->freelist;
2421         BUG_ON(!n);
2422         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2423         page->inuse++;
2424         kmem_cache_node->node[node] = n;
2425 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2426         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2427         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2428 #endif
2429         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2430         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2431
2432         /*
2433          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2434          * so even though there cannot be a race this early in
2435          * the boot sequence, we still disable irqs.
2436          */
2437         local_irq_save(flags);
2438         add_partial(n, page, 0);
2439         local_irq_restore(flags);
2440 }
2441
2442 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2443 {
2444         int node;
2445
2446         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2447                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2448
2449                 if (n)
2450                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2451
2452                 s->node[node] = NULL;
2453         }
2454 }
2455
2456 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2457 {
2458         int node;
2459
2460         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2461                 struct kmem_cache_node *n;
2462
2463                 if (slab_state == DOWN) {
2464                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2465                         continue;
2466                 }
2467                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2468                                                 GFP_KERNEL, node);
2469
2470                 if (!n) {
2471                         free_kmem_cache_nodes(s);
2472                         return 0;
2473                 }
2474
2475                 s->node[node] = n;
2476                 init_kmem_cache_node(n, s);
2477         }
2478         return 1;
2479 }
2480
2481 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2482 {
2483         if (min < MIN_PARTIAL)
2484                 min = MIN_PARTIAL;
2485         else if (min > MAX_PARTIAL)
2486                 min = MAX_PARTIAL;
2487         s->min_partial = min;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2492  * a slab object.
2493  */
2494 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2495 {
2496         unsigned long flags = s->flags;
2497         unsigned long size = s->objsize;
2498         unsigned long align = s->align;
2499         int order;
2500
2501         /*
2502          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2503          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2504          * the possible location of the free pointer.
2505          */
2506         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2507
2508 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2509         /*
2510          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2511          * the slab may touch the object after free or before allocation
2512          * then we should never poison the object itself.
2513          */
2514         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2515                         !s->ctor)
2516                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2517         else
2518                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2519
2520
2521         /*
2522          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2523          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2524          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2525          */
2526         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2527                 size += sizeof(void *);
2528 #endif
2529
2530         /*
2531          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2532          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2533          */
2534         s->inuse = size;
2535
2536         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2537                 s->ctor)) {
2538                 /*
2539                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2540                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2541                  * kmem_cache_free.
2542                  *
2543                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2544                  * destructor or are poisoning the objects.
2545                  */
2546                 s->offset = size;
2547                 size += sizeof(void *);
2548         }
2549
2550 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2551         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2552                 /*
2553                  * Need to store information about allocs and frees after
2554                  * the object.
2555                  */
2556                 size += 2 * sizeof(struct track);
2557
2558         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2559                 /*
2560                  * Add some empty padding so that we can catch
2561                  * overwrites from earlier objects rather than let
2562                  * tracking information or the free pointer be
2563                  * corrupted if a user writes before the start
2564                  * of the object.
2565                  */
2566                 size += sizeof(void *);
2567 #endif
2568
2569         /*
2570          * Determine the alignment based on various parameters that the
2571          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2572          * on bootup.
2573          */
2574         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2575         s->align = align;
2576
2577         /*
2578          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2579          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2580          * each object to conform to the alignment.
2581          */
2582         size = ALIGN(size, align);
2583         s->size = size;
2584         if (forced_order >= 0)
2585                 order = forced_order;
2586         else
2587                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2588
2589         if (order < 0)
2590                 return 0;
2591
2592         s->allocflags = 0;
2593         if (order)
2594                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2595
2596         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2597                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2598
2599         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2600                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2601
2602         /*
2603          * Determine the number of objects per slab
2604          */
2605         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2606         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2607         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2608                 s->max = s->oo;
2609
2610         return !!oo_objects(s->oo);
2611
2612 }
2613
2614 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2615                 const char *name, size_t size,
2616                 size_t align, unsigned long flags,
2617                 void (*ctor)(void *))
2618 {
2619         memset(s, 0, kmem_size);
2620         s->name = name;
2621         s->ctor = ctor;
2622         s->objsize = size;
2623         s->align = align;
2624         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2625         s->reserved = 0;
2626
2627         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2628                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2629
2630         if (!calculate_sizes(s, -1))
2631                 goto error;
2632         if (disable_higher_order_debug) {
2633                 /*
2634                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2635                  * order increased.
2636                  */
2637                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2638                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2639                         s->offset = 0;
2640                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2641                                 goto error;
2642                 }
2643         }
2644
2645         /*
2646          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2647          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2648          */
2649         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2650         s->refcount = 1;
2651 #ifdef CONFIG_NUMA
2652         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2653 #endif
2654         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2655                 goto error;
2656
2657         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2658                 return 1;
2659
2660         free_kmem_cache_nodes(s);
2661 error:
2662         if (flags & SLAB_PANIC)
2663                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2664                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2665                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2666                         s->offset, flags);
2667         return 0;
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Determine the size of a slab object
2672  */
2673 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2674 {
2675         return s->objsize;
2676 }
2677 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2678
2679 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2680                                                         const char *text)
2681 {
2682 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2683         void *addr = page_address(page);
2684         void *p;
2685         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2686                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2687         if (!map)
2688                 return;
2689         slab_err(s, page, "%s", text);
2690         slab_lock(page);
2691
2692         get_map(s, page, map);
2693         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2694
2695                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2696                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2697                                                         p, p - addr);
2698                         print_tracking(s, p);
2699                 }
2700         }
2701         slab_unlock(page);
2702         kfree(map);
2703 #endif
2704 }
2705
2706 /*
2707  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2708  */
2709 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2710 {
2711         unsigned long flags;
2712         struct page *page, *h;
2713
2714         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2715         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2716                 if (!page->inuse) {
2717                         __remove_partial(n, page);
2718                         discard_slab(s, page);
2719                 } else {
2720                         list_slab_objects(s, page,
2721                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2722                 }
2723         }
2724         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2725 }
2726
2727 /*
2728  * Release all resources used by a slab cache.
2729  */
2730 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2731 {
2732         int node;
2733
2734         flush_all(s);
2735         free_percpu(s->cpu_slab);
2736         /* Attempt to free all objects */
2737         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2738                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2739
2740                 free_partial(s, n);
2741                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2742                         return 1;
2743         }
2744         free_kmem_cache_nodes(s);
2745         return 0;
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2750  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2751  */
2752 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2753 {
2754         down_write(&slub_lock);
2755         s->refcount--;
2756         if (!s->refcount) {
2757                 list_del(&s->list);
2758                 if (kmem_cache_close(s)) {
2759                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2760                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2761                         dump_stack();
2762                 }
2763                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2764                         rcu_barrier();
2765                 sysfs_slab_remove(s);
2766         }
2767         up_write(&slub_lock);
2768 }
2769 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2770
2771 /********************************************************************
2772  *              Kmalloc subsystem
2773  *******************************************************************/
2774
2775 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2776 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2777
2778 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2779
2780 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2781 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2782 #endif
2783
2784 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2785 {
2786         get_option(&str, &slub_min_order);
2787
2788         return 1;
2789 }
2790
2791 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2792
2793 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2794 {
2795         get_option(&str, &slub_max_order);
2796         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2797
2798         return 1;
2799 }
2800
2801 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2802
2803 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2804 {
2805         get_option(&str, &slub_min_objects);
2806
2807         return 1;
2808 }
2809
2810 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2811
2812 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2813 {
2814         slub_nomerge = 1;
2815         return 1;
2816 }
2817
2818 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2819
2820 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2821                                                 int size, unsigned int flags)
2822 {
2823         struct kmem_cache *s;
2824
2825         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2826
2827         /*
2828          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2829          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2830          */
2831         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2832                                                                 flags, NULL))
2833                 goto panic;
2834
2835         list_add(&s->list, &slab_caches);
2836         return s;
2837
2838 panic:
2839         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2840         return NULL;
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2845  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2846  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2847  * fls.
2848  */
2849 static s8 size_index[24] = {
2850         3,      /* 8 */
2851         4,      /* 16 */
2852         5,      /* 24 */
2853         5,      /* 32 */
2854         6,      /* 40 */
2855         6,      /* 48 */
2856         6,      /* 56 */
2857         6,      /* 64 */
2858         1,      /* 72 */
2859         1,      /* 80 */
2860         1,      /* 88 */
2861         1,      /* 96 */
2862         7,      /* 104 */
2863         7,      /* 112 */
2864         7,      /* 120 */
2865         7,      /* 128 */
2866         2,      /* 136 */
2867         2,      /* 144 */
2868         2,      /* 152 */
2869         2,      /* 160 */
2870         2,      /* 168 */
2871         2,      /* 176 */
2872         2,      /* 184 */
2873         2       /* 192 */
2874 };
2875
2876 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2877 {
2878         return (bytes - 1) / 8;
2879 }
2880
2881 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2882 {
2883         int index;
2884
2885         if (size <= 192) {
2886                 if (!size)
2887                         return ZERO_SIZE_PTR;
2888
2889                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2890         } else
2891                 index = fls(size - 1);
2892
2893 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2894         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2895                 return kmalloc_dma_caches[index];
2896
2897 #endif
2898         return kmalloc_caches[index];
2899 }
2900
2901 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2902 {
2903         struct kmem_cache *s;
2904         void *ret;
2905
2906         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2907                 return kmalloc_large(size, flags);
2908
2909         s = get_slab(size, flags);
2910
2911         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2912                 return s;
2913
2914         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2915
2916         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2917
2918         return ret;
2919 }
2920 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2921
2922 #ifdef CONFIG_NUMA
2923 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2924 {
2925         struct page *page;
2926         void *ptr = NULL;
2927
2928         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2929         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2930         if (page)
2931                 ptr = page_address(page);
2932
2933         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2934         return ptr;
2935 }
2936
2937 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2938 {
2939         struct kmem_cache *s;
2940         void *ret;
2941
2942         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2943                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2944
2945                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2946                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2947                                    flags, node);
2948
2949                 return ret;
2950         }
2951
2952         s = get_slab(size, flags);
2953
2954         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2955                 return s;
2956
2957         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2958
2959         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2960
2961         return ret;
2962 }
2963 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2964 #endif
2965
2966 size_t ksize(const void *object)
2967 {
2968         struct page *page;
2969
2970         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2971                 return 0;
2972
2973         page = virt_to_head_page(object);
2974
2975         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2976                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2977                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2978         }
2979
2980         return slab_ksize(page->slab);
2981 }
2982 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2983
2984 void kfree(const void *x)
2985 {
2986         struct page *page;
2987         void *object = (void *)x;
2988
2989         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2990
2991         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2992                 return;
2993
2994         page = virt_to_head_page(x);
2995         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2996                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2997                 kmemleak_free(x);
2998                 put_page(page);
2999                 return;
3000         }
3001         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3002 }
3003 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3004
3005 /*
3006  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3007  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3008  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3009  * and thus they can be removed from the partial lists.
3010  *
3011  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3012  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3013  * are freed in them.
3014  */
3015 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3016 {
3017         int node;
3018         int i;
3019         struct kmem_cache_node *n;
3020         struct page *page;
3021         struct page *t;
3022         int objects = oo_objects(s->max);
3023         struct list_head *slabs_by_inuse =
3024                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3025         unsigned long flags;
3026
3027         if (!slabs_by_inuse)
3028                 return -ENOMEM;
3029
3030         flush_all(s);
3031         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3032                 n = get_node(s, node);
3033
3034                 if (!n->nr_partial)
3035                         continue;
3036
3037                 for (i = 0; i < objects; i++)
3038                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3039
3040                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3041
3042                 /*
3043                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3044                  *
3045                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3046                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3047                  */
3048                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3049                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3050                                 /*
3051                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3052                                  * may have freed the last object and be
3053                                  * waiting to release the slab.
3054                                  */
3055                                 __remove_partial(n, page);
3056                                 slab_unlock(page);
3057                                 discard_slab(s, page);
3058                         } else {
3059                                 list_move(&page->lru,
3060                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3061                         }
3062                 }
3063
3064                 /*
3065                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3066                  * first and the least used slabs at the end.
3067                  */
3068                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3069                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3070
3071                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3072         }
3073
3074         kfree(slabs_by_inuse);
3075         return 0;
3076 }
3077 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3078
3079 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3080 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3081 {
3082         struct kmem_cache *s;
3083
3084         down_read(&slub_lock);
3085         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3086                 kmem_cache_shrink(s);
3087         up_read(&slub_lock);
3088
3089         return 0;
3090 }
3091
3092 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3093 {
3094         struct kmem_cache_node *n;
3095         struct kmem_cache *s;
3096         struct memory_notify *marg = arg;
3097         int offline_node;
3098
3099         offline_node = marg->status_change_nid;
3100
3101         /*
3102          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3103          * for it yet.
3104          */
3105         if (offline_node < 0)
3106                 return;
3107
3108         down_read(&slub_lock);
3109         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3110                 n = get_node(s, offline_node);
3111                 if (n) {
3112                         /*
3113                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3114                          * that is going down. We were unable to free them,
3115                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3116                          * callback. So, we must fail.
3117                          */
3118                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3119
3120                         s->node[offline_node] = NULL;
3121                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3122                 }
3123         }
3124         up_read(&slub_lock);
3125 }
3126
3127 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3128 {
3129         struct kmem_cache_node *n;
3130         struct kmem_cache *s;
3131         struct memory_notify *marg = arg;
3132         int nid = marg->status_change_nid;
3133         int ret = 0;
3134
3135         /*
3136          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3137          * already created. Nothing to do.
3138          */
3139         if (nid < 0)
3140                 return 0;
3141
3142         /*
3143          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3144          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3145          * online.
3146          */
3147         down_read(&slub_lock);
3148         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3149                 /*
3150                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3151                  *      since memory is not yet available from the node that
3152                  *      is brought up.
3153                  */
3154                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3155                 if (!n) {
3156                         ret = -ENOMEM;
3157                         goto out;
3158                 }
3159                 init_kmem_cache_node(n, s);
3160                 s->node[nid] = n;
3161         }
3162 out:
3163         up_read(&slub_lock);
3164         return ret;
3165 }
3166
3167 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3168                                 unsigned long action, void *arg)
3169 {
3170         int ret = 0;
3171
3172         switch (action) {
3173         case MEM_GOING_ONLINE:
3174                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3175                 break;
3176         case MEM_GOING_OFFLINE:
3177                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3178                 break;
3179         case MEM_OFFLINE:
3180         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3181                 slab_mem_offline_callback(arg);
3182                 break;
3183         case MEM_ONLINE:
3184         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3185                 break;
3186         }
3187         if (ret)
3188                 ret = notifier_from_errno(ret);
3189         else
3190                 ret = NOTIFY_OK;
3191         return ret;
3192 }
3193
3194 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3195
3196 /********************************************************************
3197  *                      Basic setup of slabs
3198  *******************************************************************/
3199
3200 /*
3201  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3202  * the page allocator
3203  */
3204
3205 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3206 {
3207         int node;
3208
3209         list_add(&s->list, &slab_caches);
3210         s->refcount = -1;
3211
3212         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3213                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3214                 struct page *p;
3215
3216                 if (n) {
3217                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3218                                 p->slab = s;
3219
3220 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3221                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3222                                 p->slab = s;
3223 #endif
3224                 }
3225         }
3226 }
3227
3228 void __init kmem_cache_init(void)
3229 {
3230         int i;
3231         int caches = 0;
3232         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3233         int order;
3234         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3235         unsigned long kmalloc_size;
3236
3237         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3238                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3239
3240         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3241         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3242         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3243         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3244
3245         /*
3246          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3247          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3248          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3249          */
3250         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3251
3252         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3253                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3254                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3255
3256         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3257
3258         /* Able to allocate the per node structures */
3259         slab_state = PARTIAL;
3260
3261         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3262         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3263                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3264         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3265         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3266
3267         /*
3268          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3269          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3270          * update any list pointers.
3271          */
3272         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3273
3274         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3275         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3276
3277         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3278
3279         caches++;
3280         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3281         caches++;
3282         /* Free temporary boot structure */
3283         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3284
3285         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3286
3287         /*
3288          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3289          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3290          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3291          *
3292          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3293          * handle the index determination for the smaller caches.
3294          *
3295          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3296          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3297          */
3298         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3299                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3300
3301         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3302                 int elem = size_index_elem(i);
3303                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3304                         break;
3305                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3306         }
3307
3308         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3309                 /*
3310                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3311                  * is 64 byte.
3312                  */
3313                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3314                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3315         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3316                 /*
3317                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3318                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3319                  * instead.
3320                  */
3321                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3322                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3323         }
3324
3325         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3326         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3327                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3328                 caches++;
3329         }
3330
3331         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3332                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3333                 caches++;
3334         }
3335
3336         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3337                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3338                 caches++;
3339         }
3340
3341         slab_state = UP;
3342
3343         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3344         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3345                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3346                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3347         }
3348
3349         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3350                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3351                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3352         }
3353
3354         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3355                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3356
3357                 BUG_ON(!s);
3358                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3359         }
3360
3361 #ifdef CONFIG_SMP
3362         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3363 #endif
3364
3365 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3366         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3367                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3368
3369                 if (s && s->size) {
3370                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3371                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3372
3373                         BUG_ON(!name);
3374                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3375                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3376                 }
3377         }
3378 #endif
3379         printk(KERN_INFO
3380                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3381                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3382                 caches, cache_line_size(),
3383                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3384                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3385 }
3386
3387 void __init kmem_cache_init_late(void)
3388 {
3389 }
3390
3391 /*
3392  * Find a mergeable slab cache
3393  */
3394 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3395 {
3396         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3397                 return 1;
3398
3399         if (s->ctor)
3400                 return 1;
3401
3402         /*
3403          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3404          */
3405         if (s->refcount < 0)
3406                 return 1;
3407
3408         return 0;
3409 }
3410
3411 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3412                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3413                 void (*ctor)(void *))
3414 {
3415         struct kmem_cache *s;
3416
3417         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3418                 return NULL;
3419
3420         if (ctor)
3421                 return NULL;
3422
3423         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3424         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3425         size = ALIGN(size, align);
3426         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3427
3428         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3429                 if (slab_unmergeable(s))
3430                         continue;
3431
3432                 if (size > s->size)
3433                         continue;
3434
3435                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3436                                 continue;
3437                 /*
3438                  * Check if alignment is compatible.
3439                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3440                  */
3441                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3442                         continue;
3443
3444                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3445                         continue;
3446
3447                 return s;
3448         }
3449         return NULL;
3450 }
3451
3452 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3453                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3454 {
3455         struct kmem_cache *s;
3456         char *n;
3457
3458         if (WARN_ON(!name))
3459                 return NULL;
3460
3461         down_write(&slub_lock);
3462         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3463         if (s) {
3464                 s->refcount++;
3465                 /*
3466                  * Adjust the object sizes so that we clear
3467                  * the complete object on kzalloc.
3468                  */
3469                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3470                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3471
3472                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3473                         s->refcount--;
3474                         goto err;
3475                 }
3476                 up_write(&slub_lock);
3477                 return s;
3478         }
3479
3480         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3481         if (!n)
3482                 goto err;
3483
3484         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3485         if (s) {
3486                 if (kmem_cache_open(s, n,
3487                                 size, align, flags, ctor)) {
3488                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3489                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3490                                 list_del(&s->list);
3491                                 kfree(n);
3492                                 kfree(s);
3493                                 goto err;
3494                         }
3495                         up_write(&slub_lock);
3496                         return s;
3497                 }
3498                 kfree(n);
3499                 kfree(s);
3500         }
3501 err:
3502         up_write(&slub_lock);
3503
3504         if (flags & SLAB_PANIC)
3505                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3506         else
3507                 s = NULL;
3508         return s;
3509 }
3510 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3511
3512 #ifdef CONFIG_SMP
3513 /*
3514  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3515  * necessary.
3516  */
3517 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3518                 unsigned long action, void *hcpu)
3519 {
3520         long cpu = (long)hcpu;
3521         struct kmem_cache *s;
3522         unsigned long flags;
3523
3524         switch (action) {
3525         case CPU_UP_CANCELED:
3526         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3527         case CPU_DEAD:
3528         case CPU_DEAD_FROZEN:
3529                 down_read(&slub_lock);
3530                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3531                         local_irq_save(flags);
3532                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3533                         local_irq_restore(flags);
3534                 }
3535                 up_read(&slub_lock);
3536                 break;
3537         default:
3538                 break;
3539         }
3540         return NOTIFY_OK;
3541 }
3542
3543 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3544         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3545 };
3546
3547 #endif
3548
3549 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3550 {
3551         struct kmem_cache *s;
3552         void *ret;
3553
3554         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3555                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3556
3557         s = get_slab(size, gfpflags);
3558
3559         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3560                 return s;
3561
3562         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3563
3564         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3565         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3566
3567         return ret;
3568 }
3569
3570 #ifdef CONFIG_NUMA
3571 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3572                                         int node, unsigned long caller)
3573 {
3574         struct kmem_cache *s;
3575         void *ret;
3576
3577         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3578                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3579
3580                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3581                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3582                                    gfpflags, node);
3583
3584                 return ret;
3585         }
3586
3587         s = get_slab(size, gfpflags);
3588
3589         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3590                 return s;
3591
3592         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3593
3594         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3595         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3596
3597         return ret;
3598 }
3599 #endif
3600
3601 #ifdef CONFIG_SYSFS
3602 static int count_inuse(struct page *page)
3603 {
3604         return page->inuse;
3605 }
3606
3607 static int count_total(struct page *page)
3608 {
3609         return page->objects;
3610 }
3611 #endif
3612
3613 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3614 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3615                                                 unsigned long *map)
3616 {
3617         void *p;
3618         void *addr = page_address(page);
3619
3620         if (!check_slab(s, page) ||
3621                         !on_freelist(s, page, NULL))
3622                 return 0;
3623
3624         /* Now we know that a valid freelist exists */
3625         bitmap_zero(map, page->objects);
3626
3627         get_map(s, page, map);
3628         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3629                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3630                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3631                                 return 0;
3632         }
3633
3634         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3635                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3636                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3637                                 return 0;
3638         return 1;
3639 }
3640
3641 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3642                                                 unsigned long *map)
3643 {
3644         if (slab_trylock(page)) {
3645                 validate_slab(s, page, map);
3646                 slab_unlock(page);
3647         } else
3648                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3649                         s->name, page);
3650 }
3651
3652 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3653                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3654 {
3655         unsigned long count = 0;
3656         struct page *page;
3657         unsigned long flags;
3658
3659         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3660
3661         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3662                 validate_slab_slab(s, page, map);
3663                 count++;
3664         }
3665         if (count != n->nr_partial)
3666                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3667                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3668
3669         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3670                 goto out;
3671
3672         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3673                 validate_slab_slab(s, page, map);
3674                 count++;
3675         }
3676         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3677                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3678                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3679                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3680
3681 out:
3682         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3683         return count;
3684 }
3685
3686 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3687 {
3688         int node;
3689         unsigned long count = 0;
3690         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3691                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3692
3693         if (!map)
3694                 return -ENOMEM;
3695
3696         flush_all(s);
3697         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3698                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3699
3700                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3701         }
3702         kfree(map);
3703         return count;
3704 }
3705 /*
3706  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3707  * and freed.
3708  */
3709
3710 struct location {
3711         unsigned long count;
3712         unsigned long addr;
3713         long long sum_time;
3714         long min_time;
3715         long max_time;
3716         long min_pid;
3717         long max_pid;
3718         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3719         nodemask_t nodes;
3720 };
3721
3722 struct loc_track {
3723         unsigned long max;
3724         unsigned long count;
3725         struct location *loc;
3726 };
3727
3728 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3729 {
3730         if (t->max)
3731                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3732                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3733 }
3734
3735 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3736 {
3737         struct location *l;
3738         int order;
3739
3740         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3741
3742         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3743         if (!l)
3744                 return 0;
3745
3746         if (t->count) {
3747                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3748                 free_loc_track(t);
3749         }
3750         t->max = max;
3751         t->loc = l;
3752         return 1;
3753 }
3754
3755 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3756                                 const struct track *track)
3757 {
3758         long start, end, pos;
3759         struct location *l;
3760         unsigned long caddr;
3761         unsigned long age = jiffies - track->when;
3762
3763         start = -1;
3764         end = t->count;
3765
3766         for ( ; ; ) {
3767                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3768
3769                 /*
3770                  * There is nothing at "end". If we end up there
3771                  * we need to add something to before end.
3772                  */
3773                 if (pos == end)
3774                         break;
3775
3776                 caddr = t->loc[pos].addr;
3777                 if (track->addr == caddr) {
3778
3779                         l = &t->loc[pos];
3780                         l->count++;
3781                         if (track->when) {
3782                                 l->sum_time += age;
3783                                 if (age < l->min_time)
3784                                         l->min_time = age;
3785                                 if (age > l->max_time)
3786                                         l->max_time = age;
3787
3788                                 if (track->pid < l->min_pid)
3789                                         l->min_pid = track->pid;
3790                                 if (track->pid > l->max_pid)
3791                                         l->max_pid = track->pid;
3792
3793                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3794                                                 to_cpumask(l->cpus));
3795                         }
3796                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3797                         return 1;
3798                 }
3799
3800                 if (track->addr < caddr)
3801                         end = pos;
3802                 else
3803                         start = pos;
3804         }
3805
3806         /*
3807          * Not found. Insert new tracking element.
3808          */
3809         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3810                 return 0;
3811
3812         l = t->loc + pos;
3813         if (pos < t->count)
3814                 memmove(l + 1, l,
3815                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3816         t->count++;
3817         l->count = 1;
3818         l->addr = track->addr;
3819         l->sum_time = age;
3820         l->min_time = age;
3821         l->max_time = age;
3822         l->min_pid = track->pid;
3823         l->max_pid = track->pid;
3824         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3825         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3826         nodes_clear(l->nodes);
3827         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3828         return 1;
3829 }
3830
3831 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3832                 struct page *page, enum track_item alloc,
3833                 unsigned long *map)
3834 {
3835         void *addr = page_address(page);
3836         void *p;
3837
3838         bitmap_zero(map, page->objects);
3839         get_map(s, page, map);
3840
3841         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3842                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3843                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3844 }
3845
3846 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3847                                         enum track_item alloc)
3848 {
3849         int len = 0;
3850         unsigned long i;
3851         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3852         int node;
3853         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3854                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3855
3856         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3857                                      GFP_TEMPORARY)) {
3858                 kfree(map);
3859                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3860         }
3861         /* Push back cpu slabs */
3862         flush_all(s);
3863
3864         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3865                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3866                 unsigned long flags;
3867                 struct page *page;
3868
3869                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3870                         continue;
3871
3872                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3873                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3874                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3875                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3876                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3877                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3878         }
3879
3880         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3881                 struct location *l = &t.loc[i];
3882
3883                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3884                         break;
3885                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3886
3887                 if (l->addr)
3888                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3889                 else
3890                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3891
3892                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3893                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3894                                 l->min_time,
3895                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3896                                 l->max_time);
3897                 } else
3898                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3899                                 l->min_time);
3900
3901                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3902                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3903                                 l->min_pid, l->max_pid);
3904                 else
3905                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3906                                 l->min_pid);
3907
3908                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3909                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3910                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3911                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3912                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3913                                                  to_cpumask(l->cpus));
3914                 }
3915
3916                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3917                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3918                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3919                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3920                                         l->nodes);
3921                 }
3922
3923                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3924         }
3925
3926         free_loc_track(&t);
3927         kfree(map);
3928         if (!t.count)
3929                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3930         return len;
3931 }
3932 #endif
3933
3934 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3935 static void resiliency_test(void)
3936 {
3937         u8 *p;
3938
3939         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3940
3941         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3942         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3943         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3944
3945         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3946         p[16] = 0x12;
3947         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3948                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3949
3950         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3951
3952         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3953         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3954         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3955         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3956                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3957         printk(KERN_ERR
3958                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3959
3960         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3961         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3962         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3963         *p = 0x56;
3964         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3965                                                                         p);
3966         printk(KERN_ERR
3967                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3968         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3969
3970         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3971         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3972         kfree(p);
3973         *p = 0x78;
3974         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3975         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3976
3977         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3978         kfree(p);
3979         p[50] = 0x9a;
3980         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3981                         p);
3982         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3983
3984         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3985         kfree(p);
3986         p[512] = 0xab;
3987         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3988         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3989 }
3990 #else
3991 #ifdef CONFIG_SYSFS
3992 static void resiliency_test(void) {};
3993 #endif
3994 #endif
3995
3996 #ifdef CONFIG_SYSFS
3997 enum slab_stat_type {
3998         SL_ALL,                 /* All slabs */
3999         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4000         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4001         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4002         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4003 };
4004
4005 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4006 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4007 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4008 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4009 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4010
4011 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4012                             char *buf, unsigned long flags)
4013 {
4014         unsigned long total = 0;
4015         int node;
4016         int x;
4017         unsigned long *nodes;
4018         unsigned long *per_cpu;
4019
4020         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4021         if (!nodes)
4022                 return -ENOMEM;
4023         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4024
4025         if (flags & SO_CPU) {
4026                 int cpu;
4027
4028                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4029                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4030
4031                         if (!c || c->node < 0)
4032                                 continue;
4033
4034                         if (c->page) {
4035                                         if (flags & SO_TOTAL)
4036                                                 x = c->page->objects;
4037                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4038                                         x = c->page->inuse;
4039                                 else
4040                                         x = 1;
4041
4042                                 total += x;
4043                                 nodes[c->node] += x;
4044                         }
4045                         per_cpu[c->node]++;
4046                 }
4047         }
4048
4049         lock_memory_hotplug();
4050 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4051         if (flags & SO_ALL) {
4052                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4053                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4054
4055                 if (flags & SO_TOTAL)
4056                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4057                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4058                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4059                                 count_partial(n, count_free);
4060
4061                         else
4062                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4063                         total += x;
4064                         nodes[node] += x;
4065                 }
4066
4067         } else
4068 #endif
4069         if (flags & SO_PARTIAL) {
4070                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4071                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4072
4073                         if (flags & SO_TOTAL)
4074                                 x = count_partial(n, count_total);
4075                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4076                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4077                         else
4078                                 x = n->nr_partial;
4079                         total += x;
4080                         nodes[node] += x;
4081                 }
4082         }
4083         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4084 #ifdef CONFIG_NUMA
4085         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4086                 if (nodes[node])
4087                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4088                                         node, nodes[node]);
4089 #endif
4090         unlock_memory_hotplug();
4091         kfree(nodes);
4092         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4093 }
4094
4095 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4096 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4097 {
4098         int node;
4099
4100         for_each_online_node(node) {
4101                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4102
4103                 if (!n)
4104                         continue;
4105
4106                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4107                         return 1;
4108         }
4109         return 0;
4110 }
4111 #endif
4112
4113 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4114 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4115
4116 struct slab_attribute {
4117         struct attribute attr;
4118         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4119         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4120 };
4121
4122 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4123         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4124
4125 #define SLAB_ATTR(_name) \
4126         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4127         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4128
4129 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4130 {
4131         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4132 }
4133 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4134
4135 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4136 {
4137         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4138 }
4139 SLAB_ATTR_RO(align);
4140
4141 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4142 {
4143         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4144 }
4145 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4146
4147 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4148 {
4149         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4150 }
4151 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4152
4153 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4154                                 const char *buf, size_t length)
4155 {
4156         unsigned long order;
4157         int err;
4158
4159         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4160         if (err)
4161                 return err;
4162
4163         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4164                 return -EINVAL;
4165
4166         calculate_sizes(s, order);
4167         return length;
4168 }
4169
4170 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4171 {
4172         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4173 }
4174 SLAB_ATTR(order);
4175
4176 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4177 {
4178         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4179 }
4180
4181 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4182                                  size_t length)
4183 {
4184         unsigned long min;
4185         int err;
4186
4187         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4188         if (err)
4189                 return err;
4190
4191         set_min_partial(s, min);
4192         return length;
4193 }
4194 SLAB_ATTR(min_partial);
4195
4196 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4197 {
4198         if (!s->ctor)
4199                 return 0;
4200         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4201 }
4202 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4203
4204 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4205 {
4206         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4207 }
4208 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4209
4210 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4211 {
4212         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4213 }
4214 SLAB_ATTR_RO(partial);
4215
4216 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4217 {
4218         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4219 }
4220 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4221
4222 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4223 {
4224         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4225 }
4226 SLAB_ATTR_RO(objects);
4227
4228 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4229 {
4230         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4231 }
4232 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4233
4234 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4235 {
4236         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4237 }
4238
4239 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4240                                 const char *buf, size_t length)
4241 {
4242         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4243         if (buf[0] == '1')
4244                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4245         return length;
4246 }
4247 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4248
4249 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4250 {
4251         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4252 }
4253 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4254
4255 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4256 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4257 {
4258         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4259 }
4260 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4261 #endif
4262
4263 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4264 {
4265         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4266 }
4267 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4268
4269 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4270 {
4271         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4272 }
4273 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4274
4275 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4276 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4277 {
4278         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4279 }
4280 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4281
4282 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4283 {
4284         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4285 }
4286 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4287
4288 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4289 {
4290         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4291 }
4292
4293 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4294                                 const char *buf, size_t length)
4295 {
4296         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4297         if (buf[0] == '1')
4298                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4299         return length;
4300 }
4301 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4302
4303 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4304 {
4305         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4306 }
4307
4308 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4309                                                         size_t length)
4310 {
4311         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4312         if (buf[0] == '1')
4313                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4314         return length;
4315 }
4316 SLAB_ATTR(trace);
4317
4318 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4319 {
4320         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4321 }
4322
4323 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4324                                 const char *buf, size_t length)
4325 {
4326         if (any_slab_objects(s))
4327                 return -EBUSY;
4328
4329         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4330         if (buf[0] == '1')
4331                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4332         calculate_sizes(s, -1);
4333         return length;
4334 }
4335 SLAB_ATTR(red_zone);
4336
4337 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4338 {
4339         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4340 }
4341
4342 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4343                                 const char *buf, size_t length)
4344 {
4345         if (any_slab_objects(s))
4346                 return -EBUSY;
4347
4348         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4349         if (buf[0] == '1')
4350                 s->flags |= SLAB_POISON;
4351         calculate_sizes(s, -1);
4352         return length;
4353 }
4354 SLAB_ATTR(poison);
4355
4356 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4357 {
4358         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4359 }
4360
4361 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4362                                 const char *buf, size_t length)
4363 {
4364         if (any_slab_objects(s))
4365                 return -EBUSY;
4366
4367         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4368         if (buf[0] == '1')
4369                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4370         calculate_sizes(s, -1);
4371         return length;
4372 }
4373 SLAB_ATTR(store_user);
4374
4375 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4376 {
4377         return 0;
4378 }
4379
4380 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4381                         const char *buf, size_t length)
4382 {
4383         int ret = -EINVAL;
4384
4385         if (buf[0] == '1') {
4386                 ret = validate_slab_cache(s);
4387                 if (ret >= 0)
4388                         ret = length;
4389         }
4390         return ret;
4391 }
4392 SLAB_ATTR(validate);
4393
4394 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4395 {
4396         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4397                 return -ENOSYS;
4398         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4399 }
4400 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4401
4402 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4403 {
4404         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4405                 return -ENOSYS;
4406         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4407 }
4408 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4409 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4410
4411 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4412 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4413 {
4414         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4415 }
4416
4417 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4418                                                         size_t length)
4419 {
4420         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4421         if (buf[0] == '1')
4422                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4423         return length;
4424 }
4425 SLAB_ATTR(failslab);
4426 #endif
4427
4428 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4429 {
4430         return 0;
4431 }
4432
4433 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4434                         const char *buf, size_t length)
4435 {
4436         if (buf[0] == '1') {
4437                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4438
4439                 if (rc)
4440                         return rc;
4441         } else
4442                 return -EINVAL;
4443         return length;
4444 }
4445 SLAB_ATTR(shrink);
4446
4447 #ifdef CONFIG_NUMA
4448 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4449 {
4450         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4451 }
4452
4453 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4454                                 const char *buf, size_t length)
4455 {
4456         unsigned long ratio;
4457         int err;
4458
4459         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4460         if (err)
4461                 return err;
4462
4463         if (ratio <= 100)
4464                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4465
4466         return length;
4467 }
4468 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4469 #endif
4470
4471 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4472 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4473 {
4474         unsigned long sum  = 0;
4475         int cpu;
4476         int len;
4477         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4478
4479         if (!data)
4480                 return -ENOMEM;
4481
4482         for_each_online_cpu(cpu) {
4483                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4484
4485                 data[cpu] = x;
4486                 sum += x;
4487         }
4488
4489         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4490
4491 #ifdef CONFIG_SMP
4492         for_each_online_cpu(cpu) {
4493                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4494                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4495         }
4496 #endif
4497         kfree(data);
4498         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4499 }
4500
4501 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4502 {
4503         int cpu;
4504
4505         for_each_online_cpu(cpu)
4506                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4507 }
4508
4509 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4510 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4511 {                                                               \
4512         return show_stat(s, buf, si);                           \
4513 }                                                               \
4514 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4515                                 const char *buf, size_t length) \
4516 {                                                               \
4517         if (buf[0] != '0')                                      \
4518                 return -EINVAL;                                 \
4519         clear_stat(s, si);                                      \
4520         return length;                                          \
4521 }                                                               \
4522 SLAB_ATTR(text);                                                \
4523
4524 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4525 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4526 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4527 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4528 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4529 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4530 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4531 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4532 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4533 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4534 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4535 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4536 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4537 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4538 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4539 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4540 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4541 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4542 #endif
4543
4544 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4545         &slab_size_attr.attr,
4546         &object_size_attr.attr,
4547         &objs_per_slab_attr.attr,
4548         &order_attr.attr,
4549         &min_partial_attr.attr,
4550         &objects_attr.attr,
4551         &objects_partial_attr.attr,
4552         &partial_attr.attr,
4553         &cpu_slabs_attr.attr,
4554         &ctor_attr.attr,
4555         &aliases_attr.attr,
4556         &align_attr.attr,
4557         &hwcache_align_attr.attr,
4558         &reclaim_account_attr.attr,
4559         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4560         &shrink_attr.attr,
4561         &reserved_attr.attr,
4562 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4563         &total_objects_attr.attr,
4564         &slabs_attr.attr,
4565         &sanity_checks_attr.attr,
4566         &trace_attr.attr,
4567         &red_zone_attr.attr,
4568         &poison_attr.attr,
4569         &store_user_attr.attr,
4570         &validate_attr.attr,
4571         &alloc_calls_attr.attr,
4572         &free_calls_attr.attr,
4573 #endif
4574 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4575         &cache_dma_attr.attr,
4576 #endif
4577 #ifdef CONFIG_NUMA
4578         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4579 #endif
4580 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4581         &alloc_fastpath_attr.attr,
4582         &alloc_slowpath_attr.attr,
4583         &free_fastpath_attr.attr,
4584         &free_slowpath_attr.attr,
4585         &free_frozen_attr.attr,
4586         &free_add_partial_attr.attr,
4587         &free_remove_partial_attr.attr,
4588         &alloc_from_partial_attr.attr,
4589         &alloc_slab_attr.attr,
4590         &alloc_refill_attr.attr,
4591         &free_slab_attr.attr,
4592         &cpuslab_flush_attr.attr,
4593         &deactivate_full_attr.attr,
4594         &deactivate_empty_attr.attr,
4595         &deactivate_to_head_attr.attr,
4596         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4597         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4598         &order_fallback_attr.attr,
4599 #endif
4600 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4601         &failslab_attr.attr,
4602 #endif
4603
4604         NULL
4605 };
4606
4607 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4608         .attrs = slab_attrs,
4609 };
4610
4611 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4612                                 struct attribute *attr,
4613                                 char *buf)
4614 {
4615         struct slab_attribute *attribute;
4616         struct kmem_cache *s;
4617         int err;
4618
4619         attribute = to_slab_attr(attr);
4620         s = to_slab(kobj);
4621
4622         if (!attribute->show)
4623                 return -EIO;
4624
4625         err = attribute->show(s, buf);
4626
4627         return err;
4628 }
4629
4630 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4631                                 struct attribute *attr,
4632                                 const char *buf, size_t len)
4633 {
4634         struct slab_attribute *attribute;
4635         struct kmem_cache *s;
4636         int err;
4637
4638         attribute = to_slab_attr(attr);
4639         s = to_slab(kobj);
4640
4641         if (!attribute->store)
4642                 return -EIO;
4643
4644         err = attribute->store(s, buf, len);
4645
4646         return err;
4647 }
4648
4649 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4650 {
4651         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4652
4653         kfree(s->name);
4654         kfree(s);
4655 }
4656
4657 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4658         .show = slab_attr_show,
4659         .store = slab_attr_store,
4660 };
4661
4662 static struct kobj_type slab_ktype = {
4663         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4664         .release = kmem_cache_release
4665 };
4666
4667 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4668 {
4669         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4670
4671         if (ktype == &slab_ktype)
4672                 return 1;
4673         return 0;
4674 }
4675
4676 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4677         .filter = uevent_filter,
4678 };
4679
4680 static struct kset *slab_kset;
4681
4682 #define ID_STR_LENGTH 64
4683
4684 /* Create a unique string id for a slab cache:
4685  *
4686  * Format       :[flags-]size
4687  */
4688 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4689 {
4690         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4691         char *p = name;
4692
4693         BUG_ON(!name);
4694
4695         *p++ = ':';
4696         /*
4697          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4698          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4699          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4700          * are matched during merging to guarantee that the id is
4701          * unique.
4702          */
4703         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4704                 *p++ = 'd';
4705         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4706                 *p++ = 'a';
4707         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4708                 *p++ = 'F';
4709         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4710                 *p++ = 't';
4711         if (p != name + 1)
4712                 *p++ = '-';
4713         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4714         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4715         return name;
4716 }
4717
4718 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4719 {
4720         int err;
4721         const char *name;
4722         int unmergeable;
4723
4724         if (slab_state < SYSFS)
4725                 /* Defer until later */
4726                 return 0;
4727
4728         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4729         if (unmergeable) {
4730                 /*
4731                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4732                  * This is typically the case for debug situations. In that
4733                  * case we can catch duplicate names easily.
4734                  */
4735                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4736                 name = s->name;
4737         } else {
4738                 /*
4739                  * Create a unique name for the slab as a target
4740                  * for the symlinks.
4741                  */
4742                 name = create_unique_id(s);
4743         }
4744
4745         s->kobj.kset = slab_kset;
4746         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4747         if (err) {
4748                 kobject_put(&s->kobj);
4749                 return err;
4750         }
4751
4752         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4753         if (err) {
4754                 kobject_del(&s->kobj);
4755                 kobject_put(&s->kobj);
4756                 return err;
4757         }
4758         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4759         if (!unmergeable) {
4760                 /* Setup first alias */
4761                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4762                 kfree(name);
4763         }
4764         return 0;
4765 }
4766
4767 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4768 {
4769         if (slab_state < SYSFS)
4770                 /*
4771                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4772                  * cache from sysfs.
4773                  */
4774                 return;
4775
4776         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4777         kobject_del(&s->kobj);
4778         kobject_put(&s->kobj);
4779 }
4780
4781 /*
4782  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4783  * available lest we lose that information.
4784  */
4785 struct saved_alias {
4786         struct kmem_cache *s;
4787         const char *name;
4788         struct saved_alias *next;
4789 };
4790
4791 static struct saved_alias *alias_list;
4792
4793 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4794 {
4795         struct saved_alias *al;
4796
4797         if (slab_state == SYSFS) {
4798                 /*
4799                  * If we have a leftover link then remove it.
4800                  */
4801                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4802                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4803         }
4804
4805         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4806         if (!al)
4807                 return -ENOMEM;
4808
4809         al->s = s;
4810         al->name = name;
4811         al->next = alias_list;
4812         alias_list = al;
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 static int __init slab_sysfs_init(void)
4817 {
4818         struct kmem_cache *s;
4819         int err;
4820
4821         down_write(&slub_lock);
4822
4823         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4824         if (!slab_kset) {
4825                 up_write(&slub_lock);
4826                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4827                 return -ENOSYS;
4828         }
4829
4830         slab_state = SYSFS;
4831
4832         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4833                 err = sysfs_slab_add(s);
4834                 if (err)
4835                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4836                                                 " to sysfs\n", s->name);
4837         }
4838
4839         while (alias_list) {
4840                 struct saved_alias *al = alias_list;
4841
4842                 alias_list = alias_list->next;
4843                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4844                 if (err)
4845                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4846                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4847                 kfree(al);
4848         }
4849
4850         up_write(&slub_lock);
4851         resiliency_test();
4852         return 0;
4853 }
4854
4855 __initcall(slab_sysfs_init);
4856 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4857
4858 /*
4859  * The /proc/slabinfo ABI
4860  */
4861 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4862 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4863 {
4864         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4865         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4866                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4867         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4868         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4869         seq_putc(m, '\n');
4870 }
4871
4872 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4873 {
4874         loff_t n = *pos;
4875
4876         down_read(&slub_lock);
4877         if (!n)
4878                 print_slabinfo_header(m);
4879
4880         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4881 }
4882
4883 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4884 {
4885         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4886 }
4887
4888 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4889 {
4890         up_read(&slub_lock);
4891 }
4892
4893 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4894 {
4895         unsigned long nr_partials = 0;
4896         unsigned long nr_slabs = 0;
4897         unsigned long nr_inuse = 0;
4898         unsigned long nr_objs = 0;
4899         unsigned long nr_free = 0;
4900         struct kmem_cache *s;
4901         int node;
4902
4903         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4904
4905         for_each_online_node(node) {
4906                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4907
4908                 if (!n)
4909                         continue;
4910
4911                 nr_partials += n->nr_partial;
4912                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4913                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4914                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4915         }
4916
4917         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4918
4919         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4920                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4921                    (1 << oo_order(s->oo)));
4922         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4923         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4924                    0UL);
4925         seq_putc(m, '\n');
4926         return 0;
4927 }
4928
4929 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4930         .start = s_start,
4931         .next = s_next,
4932         .stop = s_stop,
4933         .show = s_show,
4934 };
4935
4936 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4937 {
4938         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4939 }
4940
4941 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4942         .open           = slabinfo_open,
4943         .read           = seq_read,
4944         .llseek         = seq_lseek,
4945         .release        = seq_release,
4946 };
4947
4948 static int __init slab_proc_init(void)
4949 {
4950         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4951         return 0;
4952 }
4953 module_init(slab_proc_init);
4954 #endif /* CONFIG_SLABINFO */