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