slub: Fix debugobjects with lockless fastpath
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
265 {
266         *(void **)(object + s->offset) = fp;
267 }
268
269 /* Loop over all objects in a slab */
270 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
271         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
272                         __p += (__s)->size)
273
274 /* 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                 local_irq_restore(flags);
853         }
854 #endif
855         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
856                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
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         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1601 }
1602
1603 #endif
1604
1605 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1606 {
1607 #if defined(CONFIG_CMPXCHG_LOCAL) && defined(CONFIG_PREEMPT)
1608         int cpu;
1609
1610         for_each_possible_cpu(cpu)
1611                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1612 #endif
1613
1614 }
1615 /*
1616  * Remove the cpu slab
1617  */
1618 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1619         __releases(bitlock)
1620 {
1621         struct page *page = c->page;
1622         int tail = 1;
1623
1624         if (page->freelist)
1625                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1626         /*
1627          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1628          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1629          * to occur.
1630          */
1631         while (unlikely(c->freelist)) {
1632                 void **object;
1633
1634                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1635
1636                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1637                 object = c->freelist;
1638                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1639
1640                 /* And put onto the regular freelist */
1641                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1642                 page->freelist = object;
1643                 page->inuse--;
1644         }
1645         c->page = NULL;
1646 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1647         c->tid = next_tid(c->tid);
1648 #endif
1649         unfreeze_slab(s, page, tail);
1650 }
1651
1652 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1653 {
1654         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1655         slab_lock(c->page);
1656         deactivate_slab(s, c);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Flush cpu slab.
1661  *
1662  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1663  */
1664 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1665 {
1666         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1667
1668         if (likely(c && c->page))
1669                 flush_slab(s, c);
1670 }
1671
1672 static void flush_cpu_slab(void *d)
1673 {
1674         struct kmem_cache *s = d;
1675
1676         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1677 }
1678
1679 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1680 {
1681         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1686  * locality expectations.
1687  */
1688 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1689 {
1690 #ifdef CONFIG_NUMA
1691         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1692                 return 0;
1693 #endif
1694         return 1;
1695 }
1696
1697 static int count_free(struct page *page)
1698 {
1699         return page->objects - page->inuse;
1700 }
1701
1702 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1703                                         int (*get_count)(struct page *))
1704 {
1705         unsigned long flags;
1706         unsigned long x = 0;
1707         struct page *page;
1708
1709         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1710         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1711                 x += get_count(page);
1712         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1713         return x;
1714 }
1715
1716 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1717 {
1718 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1719         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1720 #else
1721         return 0;
1722 #endif
1723 }
1724
1725 static noinline void
1726 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1727 {
1728         int node;
1729
1730         printk(KERN_WARNING
1731                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1732                 nid, gfpflags);
1733         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1734                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1735                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1736
1737         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1738                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1739                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1740
1741         for_each_online_node(node) {
1742                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1743                 unsigned long nr_slabs;
1744                 unsigned long nr_objs;
1745                 unsigned long nr_free;
1746
1747                 if (!n)
1748                         continue;
1749
1750                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1751                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1752                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1753
1754                 printk(KERN_WARNING
1755                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1756                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1757         }
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1762  * debugging duties.
1763  *
1764  * Interrupts are disabled.
1765  *
1766  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1767  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1768  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1769  *
1770  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1771  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1772  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1773  *
1774  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1775  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1776  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1777  */
1778 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1779                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1780 {
1781         void **object;
1782         struct page *new;
1783 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1784         unsigned long flags;
1785
1786         local_irq_save(flags);
1787 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1788         /*
1789          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1790          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1791          * pointer.
1792          */
1793         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1794 #endif
1795 #endif
1796
1797         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1798         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1799
1800         if (!c->page)
1801                 goto new_slab;
1802
1803         slab_lock(c->page);
1804         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1805                 goto another_slab;
1806
1807         stat(s, ALLOC_REFILL);
1808
1809 load_freelist:
1810         object = c->page->freelist;
1811         if (unlikely(!object))
1812                 goto another_slab;
1813         if (kmem_cache_debug(s))
1814                 goto debug;
1815
1816         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1817         c->page->inuse = c->page->objects;
1818         c->page->freelist = NULL;
1819         c->node = page_to_nid(c->page);
1820 unlock_out:
1821         slab_unlock(c->page);
1822 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1823         c->tid = next_tid(c->tid);
1824         local_irq_restore(flags);
1825 #endif
1826         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1827         return object;
1828
1829 another_slab:
1830         deactivate_slab(s, c);
1831
1832 new_slab:
1833         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1834         if (new) {
1835                 c->page = new;
1836                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1837                 goto load_freelist;
1838         }
1839
1840         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1841         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1842                 local_irq_enable();
1843
1844         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1845
1846         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1847                 local_irq_disable();
1848
1849         if (new) {
1850                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1851                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1852                 if (c->page)
1853                         flush_slab(s, c);
1854                 slab_lock(new);
1855                 __SetPageSlubFrozen(new);
1856                 c->page = new;
1857                 goto load_freelist;
1858         }
1859         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1860                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1861 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1862         local_irq_restore(flags);
1863 #endif
1864         return NULL;
1865 debug:
1866         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1867                 goto another_slab;
1868
1869         c->page->inuse++;
1870         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1871         c->node = NUMA_NO_NODE;
1872         goto unlock_out;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1877  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1878  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1879  *
1880  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1881  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1882  *
1883  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1884  */
1885 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1886                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1887 {
1888         void **object;
1889         struct kmem_cache_cpu *c;
1890 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1891         unsigned long tid;
1892 #else
1893         unsigned long flags;
1894 #endif
1895
1896         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1897                 return NULL;
1898
1899 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1900         local_irq_save(flags);
1901 #else
1902 redo:
1903 #endif
1904
1905         /*
1906          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1907          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1908          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1909          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1910          */
1911         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1912
1913 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1914         /*
1915          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1916          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1917          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1918          * linked list in between.
1919          */
1920         tid = c->tid;
1921         barrier();
1922 #endif
1923
1924         object = c->freelist;
1925         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1926
1927                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1928
1929         else {
1930 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1931                 /*
1932                  * The cmpxchg will only match if there was no additonal
1933                  * operation and if we are on the right processor.
1934                  *
1935                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1936                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1937                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1938                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1939                  *
1940                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1941                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1942                  */
1943                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
1944                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1945                                 object, tid,
1946                                 get_freepointer(s, object), next_tid(tid)))) {
1947
1948                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1949                         goto redo;
1950                 }
1951 #else
1952                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1953 #endif
1954                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1955         }
1956
1957 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1958         local_irq_restore(flags);
1959 #endif
1960
1961         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1962                 memset(object, 0, s->objsize);
1963
1964         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1965
1966         return object;
1967 }
1968
1969 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1970 {
1971         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1972
1973         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1974
1975         return ret;
1976 }
1977 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1978
1979 #ifdef CONFIG_TRACING
1980 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1981 {
1982         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1983         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1984         return ret;
1985 }
1986 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1987
1988 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1989 {
1990         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1991         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1992         return ret;
1993 }
1994 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1995 #endif
1996
1997 #ifdef CONFIG_NUMA
1998 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1999 {
2000         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2001
2002         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2003                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2004
2005         return ret;
2006 }
2007 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2008
2009 #ifdef CONFIG_TRACING
2010 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2011                                     gfp_t gfpflags,
2012                                     int node, size_t size)
2013 {
2014         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2015
2016         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2017                            size, s->size, gfpflags, node);
2018         return ret;
2019 }
2020 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2021 #endif
2022 #endif
2023
2024 /*
2025  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2026  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2027  *
2028  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2029  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2030  * handling required then we can return immediately.
2031  */
2032 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2033                         void *x, unsigned long addr)
2034 {
2035         void *prior;
2036         void **object = (void *)x;
2037 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2038         unsigned long flags;
2039
2040         local_irq_save(flags);
2041 #endif
2042         slab_lock(page);
2043         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2044
2045         if (kmem_cache_debug(s))
2046                 goto debug;
2047
2048 checks_ok:
2049         prior = page->freelist;
2050         set_freepointer(s, object, prior);
2051         page->freelist = object;
2052         page->inuse--;
2053
2054         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2055                 stat(s, FREE_FROZEN);
2056                 goto out_unlock;
2057         }
2058
2059         if (unlikely(!page->inuse))
2060                 goto slab_empty;
2061
2062         /*
2063          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2064          * then add it.
2065          */
2066         if (unlikely(!prior)) {
2067                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2068                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2069         }
2070
2071 out_unlock:
2072         slab_unlock(page);
2073 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2074         local_irq_restore(flags);
2075 #endif
2076         return;
2077
2078 slab_empty:
2079         if (prior) {
2080                 /*
2081                  * Slab still on the partial list.
2082                  */
2083                 remove_partial(s, page);
2084                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2085         }
2086         slab_unlock(page);
2087 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2088         local_irq_restore(flags);
2089 #endif
2090         stat(s, FREE_SLAB);
2091         discard_slab(s, page);
2092         return;
2093
2094 debug:
2095         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
2096                 goto out_unlock;
2097         goto checks_ok;
2098 }
2099
2100 /*
2101  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2102  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2103  *
2104  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2105  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2106  * the item before.
2107  *
2108  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2109  * with all sorts of special processing.
2110  */
2111 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2112                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2113 {
2114         void **object = (void *)x;
2115         struct kmem_cache_cpu *c;
2116 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2117         unsigned long tid;
2118 #else
2119         unsigned long flags;
2120 #endif
2121
2122         slab_free_hook(s, x);
2123
2124 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2125         local_irq_save(flags);
2126
2127 #else
2128 redo:
2129 #endif
2130
2131         /*
2132          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2133          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2134          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2135          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2136          */
2137         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2138
2139 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2140         tid = c->tid;
2141         barrier();
2142 #endif
2143
2144         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
2145                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2146
2147 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2148                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2149                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2150                                 c->freelist, tid,
2151                                 object, next_tid(tid)))) {
2152
2153                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2154                         goto redo;
2155                 }
2156 #else
2157                 c->freelist = object;
2158 #endif
2159                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2160         } else
2161                 __slab_free(s, page, x, addr);
2162
2163 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2164         local_irq_restore(flags);
2165 #endif
2166 }
2167
2168 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2169 {
2170         struct page *page;
2171
2172         page = virt_to_head_page(x);
2173
2174         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2175
2176         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2177 }
2178 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2179
2180 /*
2181  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2182  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2183  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2184  * another.
2185  *
2186  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2187  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2188  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2189  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2190  * locking overhead.
2191  */
2192
2193 /*
2194  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2195  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2196  * and increases the number of allocations possible without having to
2197  * take the list_lock.
2198  */
2199 static int slub_min_order;
2200 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2201 static int slub_min_objects;
2202
2203 /*
2204  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2205  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2206  */
2207 static int slub_nomerge;
2208
2209 /*
2210  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2211  *
2212  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2213  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2214  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2215  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2216  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2217  * would be wasted.
2218  *
2219  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2220  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2221  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2222  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2223  *
2224  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2225  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2226  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2227  * of space in favor of a small page order.
2228  *
2229  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2230  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2231  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2232  * the smallest order which will fit the object.
2233  */
2234 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2235                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2236 {
2237         int order;
2238         int rem;
2239         int min_order = slub_min_order;
2240
2241         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2242                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2243
2244         for (order = max(min_order,
2245                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2246                         order <= max_order; order++) {
2247
2248                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2249
2250                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2251                         continue;
2252
2253                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2254
2255                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2256                         break;
2257
2258         }
2259
2260         return order;
2261 }
2262
2263 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2264 {
2265         int order;
2266         int min_objects;
2267         int fraction;
2268         int max_objects;
2269
2270         /*
2271          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2272          * works by first attempting to generate a layout with
2273          * the best configuration and backing off gradually.
2274          *
2275          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2276          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2277          */
2278         min_objects = slub_min_objects;
2279         if (!min_objects)
2280                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2281         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2282         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2283
2284         while (min_objects > 1) {
2285                 fraction = 16;
2286                 while (fraction >= 4) {
2287                         order = slab_order(size, min_objects,
2288                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2289                         if (order <= slub_max_order)
2290                                 return order;
2291                         fraction /= 2;
2292                 }
2293                 min_objects--;
2294         }
2295
2296         /*
2297          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2298          * lets see if we can place a single object there.
2299          */
2300         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2301         if (order <= slub_max_order)
2302                 return order;
2303
2304         /*
2305          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2306          */
2307         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2308         if (order < MAX_ORDER)
2309                 return order;
2310         return -ENOSYS;
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2315  */
2316 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2317                 unsigned long align, unsigned long size)
2318 {
2319         /*
2320          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2321          * suggestion if the object is sufficiently large.
2322          *
2323          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2324          * alignment though. If that is greater then use it.
2325          */
2326         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2327                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2328                 while (size <= ralign / 2)
2329                         ralign /= 2;
2330                 align = max(align, ralign);
2331         }
2332
2333         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2334                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2335
2336         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2337 }
2338
2339 static void
2340 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2341 {
2342         n->nr_partial = 0;
2343         spin_lock_init(&n->list_lock);
2344         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2345 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2346         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2347         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2348         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2349 #endif
2350 }
2351
2352 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2353 {
2354         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2355                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2356
2357 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2358         /*
2359          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg instructions
2360          * to work.
2361          */
2362         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu), 2 * sizeof(void *));
2363 #else
2364         /* Regular alignment is sufficient */
2365         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2366 #endif
2367
2368         if (!s->cpu_slab)
2369                 return 0;
2370
2371         init_kmem_cache_cpus(s);
2372
2373         return 1;
2374 }
2375
2376 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2377
2378 /*
2379  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2380  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2381  * possible.
2382  *
2383  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2384  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2385  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2386  */
2387 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2388 {
2389         struct page *page;
2390         struct kmem_cache_node *n;
2391         unsigned long flags;
2392
2393         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2394
2395         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2396
2397         BUG_ON(!page);
2398         if (page_to_nid(page) != node) {
2399                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2400                                 "node %d\n", node);
2401                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2402                                 "in order to be able to continue\n");
2403         }
2404
2405         n = page->freelist;
2406         BUG_ON(!n);
2407         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2408         page->inuse++;
2409         kmem_cache_node->node[node] = n;
2410 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2411         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2412         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2413 #endif
2414         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2415         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2416
2417         /*
2418          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2419          * so even though there cannot be a race this early in
2420          * the boot sequence, we still disable irqs.
2421          */
2422         local_irq_save(flags);
2423         add_partial(n, page, 0);
2424         local_irq_restore(flags);
2425 }
2426
2427 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2428 {
2429         int node;
2430
2431         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2432                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2433
2434                 if (n)
2435                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2436
2437                 s->node[node] = NULL;
2438         }
2439 }
2440
2441 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2442 {
2443         int node;
2444
2445         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2446                 struct kmem_cache_node *n;
2447
2448                 if (slab_state == DOWN) {
2449                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2450                         continue;
2451                 }
2452                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2453                                                 GFP_KERNEL, node);
2454
2455                 if (!n) {
2456                         free_kmem_cache_nodes(s);
2457                         return 0;
2458                 }
2459
2460                 s->node[node] = n;
2461                 init_kmem_cache_node(n, s);
2462         }
2463         return 1;
2464 }
2465
2466 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2467 {
2468         if (min < MIN_PARTIAL)
2469                 min = MIN_PARTIAL;
2470         else if (min > MAX_PARTIAL)
2471                 min = MAX_PARTIAL;
2472         s->min_partial = min;
2473 }
2474
2475 /*
2476  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2477  * a slab object.
2478  */
2479 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2480 {
2481         unsigned long flags = s->flags;
2482         unsigned long size = s->objsize;
2483         unsigned long align = s->align;
2484         int order;
2485
2486         /*
2487          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2488          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2489          * the possible location of the free pointer.
2490          */
2491         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2492
2493 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2494         /*
2495          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2496          * the slab may touch the object after free or before allocation
2497          * then we should never poison the object itself.
2498          */
2499         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2500                         !s->ctor)
2501                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2502         else
2503                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2504
2505
2506         /*
2507          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2508          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2509          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2510          */
2511         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2512                 size += sizeof(void *);
2513 #endif
2514
2515         /*
2516          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2517          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2518          */
2519         s->inuse = size;
2520
2521         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2522                 s->ctor)) {
2523                 /*
2524                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2525                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2526                  * kmem_cache_free.
2527                  *
2528                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2529                  * destructor or are poisoning the objects.
2530                  */
2531                 s->offset = size;
2532                 size += sizeof(void *);
2533         }
2534
2535 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2536         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2537                 /*
2538                  * Need to store information about allocs and frees after
2539                  * the object.
2540                  */
2541                 size += 2 * sizeof(struct track);
2542
2543         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2544                 /*
2545                  * Add some empty padding so that we can catch
2546                  * overwrites from earlier objects rather than let
2547                  * tracking information or the free pointer be
2548                  * corrupted if a user writes before the start
2549                  * of the object.
2550                  */
2551                 size += sizeof(void *);
2552 #endif
2553
2554         /*
2555          * Determine the alignment based on various parameters that the
2556          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2557          * on bootup.
2558          */
2559         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2560         s->align = align;
2561
2562         /*
2563          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2564          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2565          * each object to conform to the alignment.
2566          */
2567         size = ALIGN(size, align);
2568         s->size = size;
2569         if (forced_order >= 0)
2570                 order = forced_order;
2571         else
2572                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2573
2574         if (order < 0)
2575                 return 0;
2576
2577         s->allocflags = 0;
2578         if (order)
2579                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2580
2581         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2582                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2583
2584         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2585                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2586
2587         /*
2588          * Determine the number of objects per slab
2589          */
2590         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2591         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2592         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2593                 s->max = s->oo;
2594
2595         return !!oo_objects(s->oo);
2596
2597 }
2598
2599 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2600                 const char *name, size_t size,
2601                 size_t align, unsigned long flags,
2602                 void (*ctor)(void *))
2603 {
2604         memset(s, 0, kmem_size);
2605         s->name = name;
2606         s->ctor = ctor;
2607         s->objsize = size;
2608         s->align = align;
2609         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2610         s->reserved = 0;
2611
2612         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2613                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2614
2615         if (!calculate_sizes(s, -1))
2616                 goto error;
2617         if (disable_higher_order_debug) {
2618                 /*
2619                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2620                  * order increased.
2621                  */
2622                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2623                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2624                         s->offset = 0;
2625                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2626                                 goto error;
2627                 }
2628         }
2629
2630         /*
2631          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2632          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2633          */
2634         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2635         s->refcount = 1;
2636 #ifdef CONFIG_NUMA
2637         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2638 #endif
2639         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2640                 goto error;
2641
2642         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2643                 return 1;
2644
2645         free_kmem_cache_nodes(s);
2646 error:
2647         if (flags & SLAB_PANIC)
2648                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2649                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2650                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2651                         s->offset, flags);
2652         return 0;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * Determine the size of a slab object
2657  */
2658 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2659 {
2660         return s->objsize;
2661 }
2662 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2663
2664 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2665                                                         const char *text)
2666 {
2667 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2668         void *addr = page_address(page);
2669         void *p;
2670         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2671                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2672         if (!map)
2673                 return;
2674         slab_err(s, page, "%s", text);
2675         slab_lock(page);
2676         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2677                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2678
2679         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2680
2681                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2682                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2683                                                         p, p - addr);
2684                         print_tracking(s, p);
2685                 }
2686         }
2687         slab_unlock(page);
2688         kfree(map);
2689 #endif
2690 }
2691
2692 /*
2693  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2694  */
2695 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2696 {
2697         unsigned long flags;
2698         struct page *page, *h;
2699
2700         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2701         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2702                 if (!page->inuse) {
2703                         __remove_partial(n, page);
2704                         discard_slab(s, page);
2705                 } else {
2706                         list_slab_objects(s, page,
2707                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2708                 }
2709         }
2710         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Release all resources used by a slab cache.
2715  */
2716 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2717 {
2718         int node;
2719
2720         flush_all(s);
2721         free_percpu(s->cpu_slab);
2722         /* Attempt to free all objects */
2723         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2724                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2725
2726                 free_partial(s, n);
2727                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2728                         return 1;
2729         }
2730         free_kmem_cache_nodes(s);
2731         return 0;
2732 }
2733
2734 /*
2735  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2736  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2737  */
2738 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2739 {
2740         down_write(&slub_lock);
2741         s->refcount--;
2742         if (!s->refcount) {
2743                 list_del(&s->list);
2744                 if (kmem_cache_close(s)) {
2745                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2746                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2747                         dump_stack();
2748                 }
2749                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2750                         rcu_barrier();
2751                 sysfs_slab_remove(s);
2752         }
2753         up_write(&slub_lock);
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2756
2757 /********************************************************************
2758  *              Kmalloc subsystem
2759  *******************************************************************/
2760
2761 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2762 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2763
2764 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2765
2766 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2767 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2768 #endif
2769
2770 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2771 {
2772         get_option(&str, &slub_min_order);
2773
2774         return 1;
2775 }
2776
2777 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2778
2779 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2780 {
2781         get_option(&str, &slub_max_order);
2782         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2783
2784         return 1;
2785 }
2786
2787 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2788
2789 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2790 {
2791         get_option(&str, &slub_min_objects);
2792
2793         return 1;
2794 }
2795
2796 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2797
2798 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2799 {
2800         slub_nomerge = 1;
2801         return 1;
2802 }
2803
2804 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2805
2806 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2807                                                 int size, unsigned int flags)
2808 {
2809         struct kmem_cache *s;
2810
2811         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2812
2813         /*
2814          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2815          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2816          */
2817         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2818                                                                 flags, NULL))
2819                 goto panic;
2820
2821         list_add(&s->list, &slab_caches);
2822         return s;
2823
2824 panic:
2825         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2826         return NULL;
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2831  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2832  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2833  * fls.
2834  */
2835 static s8 size_index[24] = {
2836         3,      /* 8 */
2837         4,      /* 16 */
2838         5,      /* 24 */
2839         5,      /* 32 */
2840         6,      /* 40 */
2841         6,      /* 48 */
2842         6,      /* 56 */
2843         6,      /* 64 */
2844         1,      /* 72 */
2845         1,      /* 80 */
2846         1,      /* 88 */
2847         1,      /* 96 */
2848         7,      /* 104 */
2849         7,      /* 112 */
2850         7,      /* 120 */
2851         7,      /* 128 */
2852         2,      /* 136 */
2853         2,      /* 144 */
2854         2,      /* 152 */
2855         2,      /* 160 */
2856         2,      /* 168 */
2857         2,      /* 176 */
2858         2,      /* 184 */
2859         2       /* 192 */
2860 };
2861
2862 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2863 {
2864         return (bytes - 1) / 8;
2865 }
2866
2867 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2868 {
2869         int index;
2870
2871         if (size <= 192) {
2872                 if (!size)
2873                         return ZERO_SIZE_PTR;
2874
2875                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2876         } else
2877                 index = fls(size - 1);
2878
2879 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2880         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2881                 return kmalloc_dma_caches[index];
2882
2883 #endif
2884         return kmalloc_caches[index];
2885 }
2886
2887 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2888 {
2889         struct kmem_cache *s;
2890         void *ret;
2891
2892         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2893                 return kmalloc_large(size, flags);
2894
2895         s = get_slab(size, flags);
2896
2897         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2898                 return s;
2899
2900         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2901
2902         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2903
2904         return ret;
2905 }
2906 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2907
2908 #ifdef CONFIG_NUMA
2909 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2910 {
2911         struct page *page;
2912         void *ptr = NULL;
2913
2914         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2915         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2916         if (page)
2917                 ptr = page_address(page);
2918
2919         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2920         return ptr;
2921 }
2922
2923 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2924 {
2925         struct kmem_cache *s;
2926         void *ret;
2927
2928         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2929                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2930
2931                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2932                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2933                                    flags, node);
2934
2935                 return ret;
2936         }
2937
2938         s = get_slab(size, flags);
2939
2940         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2941                 return s;
2942
2943         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2944
2945         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2946
2947         return ret;
2948 }
2949 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2950 #endif
2951
2952 size_t ksize(const void *object)
2953 {
2954         struct page *page;
2955
2956         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2957                 return 0;
2958
2959         page = virt_to_head_page(object);
2960
2961         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2962                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2963                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2964         }
2965
2966         return slab_ksize(page->slab);
2967 }
2968 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2969
2970 void kfree(const void *x)
2971 {
2972         struct page *page;
2973         void *object = (void *)x;
2974
2975         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2976
2977         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2978                 return;
2979
2980         page = virt_to_head_page(x);
2981         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2982                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2983                 kmemleak_free(x);
2984                 put_page(page);
2985                 return;
2986         }
2987         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2990
2991 /*
2992  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2993  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2994  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2995  * and thus they can be removed from the partial lists.
2996  *
2997  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2998  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2999  * are freed in them.
3000  */
3001 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3002 {
3003         int node;
3004         int i;
3005         struct kmem_cache_node *n;
3006         struct page *page;
3007         struct page *t;
3008         int objects = oo_objects(s->max);
3009         struct list_head *slabs_by_inuse =
3010                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3011         unsigned long flags;
3012
3013         if (!slabs_by_inuse)
3014                 return -ENOMEM;
3015
3016         flush_all(s);
3017         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3018                 n = get_node(s, node);
3019
3020                 if (!n->nr_partial)
3021                         continue;
3022
3023                 for (i = 0; i < objects; i++)
3024                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3025
3026                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3027
3028                 /*
3029                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3030                  *
3031                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3032                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3033                  */
3034                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3035                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3036                                 /*
3037                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3038                                  * may have freed the last object and be
3039                                  * waiting to release the slab.
3040                                  */
3041                                 __remove_partial(n, page);
3042                                 slab_unlock(page);
3043                                 discard_slab(s, page);
3044                         } else {
3045                                 list_move(&page->lru,
3046                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3047                         }
3048                 }
3049
3050                 /*
3051                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3052                  * first and the least used slabs at the end.
3053                  */
3054                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3055                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3056
3057                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3058         }
3059
3060         kfree(slabs_by_inuse);
3061         return 0;
3062 }
3063 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3064
3065 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3066 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3067 {
3068         struct kmem_cache *s;
3069
3070         down_read(&slub_lock);
3071         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3072                 kmem_cache_shrink(s);
3073         up_read(&slub_lock);
3074
3075         return 0;
3076 }
3077
3078 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3079 {
3080         struct kmem_cache_node *n;
3081         struct kmem_cache *s;
3082         struct memory_notify *marg = arg;
3083         int offline_node;
3084
3085         offline_node = marg->status_change_nid;
3086
3087         /*
3088          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3089          * for it yet.
3090          */
3091         if (offline_node < 0)
3092                 return;
3093
3094         down_read(&slub_lock);
3095         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3096                 n = get_node(s, offline_node);
3097                 if (n) {
3098                         /*
3099                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3100                          * that is going down. We were unable to free them,
3101                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3102                          * callback. So, we must fail.
3103                          */
3104                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3105
3106                         s->node[offline_node] = NULL;
3107                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3108                 }
3109         }
3110         up_read(&slub_lock);
3111 }
3112
3113 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3114 {
3115         struct kmem_cache_node *n;
3116         struct kmem_cache *s;
3117         struct memory_notify *marg = arg;
3118         int nid = marg->status_change_nid;
3119         int ret = 0;
3120
3121         /*
3122          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3123          * already created. Nothing to do.
3124          */
3125         if (nid < 0)
3126                 return 0;
3127
3128         /*
3129          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3130          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3131          * online.
3132          */
3133         down_read(&slub_lock);
3134         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3135                 /*
3136                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3137                  *      since memory is not yet available from the node that
3138                  *      is brought up.
3139                  */
3140                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3141                 if (!n) {
3142                         ret = -ENOMEM;
3143                         goto out;
3144                 }
3145                 init_kmem_cache_node(n, s);
3146                 s->node[nid] = n;
3147         }
3148 out:
3149         up_read(&slub_lock);
3150         return ret;
3151 }
3152
3153 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3154                                 unsigned long action, void *arg)
3155 {
3156         int ret = 0;
3157
3158         switch (action) {
3159         case MEM_GOING_ONLINE:
3160                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3161                 break;
3162         case MEM_GOING_OFFLINE:
3163                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3164                 break;
3165         case MEM_OFFLINE:
3166         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3167                 slab_mem_offline_callback(arg);
3168                 break;
3169         case MEM_ONLINE:
3170         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3171                 break;
3172         }
3173         if (ret)
3174                 ret = notifier_from_errno(ret);
3175         else
3176                 ret = NOTIFY_OK;
3177         return ret;
3178 }
3179
3180 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3181
3182 /********************************************************************
3183  *                      Basic setup of slabs
3184  *******************************************************************/
3185
3186 /*
3187  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3188  * the page allocator
3189  */
3190
3191 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3192 {
3193         int node;
3194
3195         list_add(&s->list, &slab_caches);
3196         s->refcount = -1;
3197
3198         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3199                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3200                 struct page *p;
3201
3202                 if (n) {
3203                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3204                                 p->slab = s;
3205
3206 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
3207                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3208                                 p->slab = s;
3209 #endif
3210                 }
3211         }
3212 }
3213
3214 void __init kmem_cache_init(void)
3215 {
3216         int i;
3217         int caches = 0;
3218         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3219         int order;
3220         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3221         unsigned long kmalloc_size;
3222
3223         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3224                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3225
3226         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3227         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3228         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3229         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3230
3231         /*
3232          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3233          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3234          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3235          */
3236         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3237
3238         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3239                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3240                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3241
3242         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3243
3244         /* Able to allocate the per node structures */
3245         slab_state = PARTIAL;
3246
3247         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3248         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3249                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3250         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3251         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3252
3253         /*
3254          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3255          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3256          * update any list pointers.
3257          */
3258         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3259
3260         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3261         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3262
3263         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3264
3265         caches++;
3266         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3267         caches++;
3268         /* Free temporary boot structure */
3269         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3270
3271         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3272
3273         /*
3274          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3275          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3276          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3277          *
3278          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3279          * handle the index determination for the smaller caches.
3280          *
3281          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3282          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3283          */
3284         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3285                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3286
3287         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3288                 int elem = size_index_elem(i);
3289                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3290                         break;
3291                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3292         }
3293
3294         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3295                 /*
3296                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3297                  * is 64 byte.
3298                  */
3299                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3300                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3301         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3302                 /*
3303                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3304                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3305                  * instead.
3306                  */
3307                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3308                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3309         }
3310
3311         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3312         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3313                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3314                 caches++;
3315         }
3316
3317         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3318                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3319                 caches++;
3320         }
3321
3322         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3323                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3324                 caches++;
3325         }
3326
3327         slab_state = UP;
3328
3329         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3330         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3331                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3332                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3333         }
3334
3335         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3336                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3337                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3338         }
3339
3340         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3341                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3342
3343                 BUG_ON(!s);
3344                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3345         }
3346
3347 #ifdef CONFIG_SMP
3348         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3349 #endif
3350
3351 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3352         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3353                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3354
3355                 if (s && s->size) {
3356                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3357                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3358
3359                         BUG_ON(!name);
3360                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3361                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3362                 }
3363         }
3364 #endif
3365         printk(KERN_INFO
3366                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3367                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3368                 caches, cache_line_size(),
3369                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3370                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3371 }
3372
3373 void __init kmem_cache_init_late(void)
3374 {
3375 }
3376
3377 /*
3378  * Find a mergeable slab cache
3379  */
3380 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3381 {
3382         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3383                 return 1;
3384
3385         if (s->ctor)
3386                 return 1;
3387
3388         /*
3389          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3390          */
3391         if (s->refcount < 0)
3392                 return 1;
3393
3394         return 0;
3395 }
3396
3397 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3398                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3399                 void (*ctor)(void *))
3400 {
3401         struct kmem_cache *s;
3402
3403         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3404                 return NULL;
3405
3406         if (ctor)
3407                 return NULL;
3408
3409         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3410         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3411         size = ALIGN(size, align);
3412         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3413
3414         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3415                 if (slab_unmergeable(s))
3416                         continue;
3417
3418                 if (size > s->size)
3419                         continue;
3420
3421                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3422                                 continue;
3423                 /*
3424                  * Check if alignment is compatible.
3425                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3426                  */
3427                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3428                         continue;
3429
3430                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3431                         continue;
3432
3433                 return s;
3434         }
3435         return NULL;
3436 }
3437
3438 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3439                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3440 {
3441         struct kmem_cache *s;
3442         char *n;
3443
3444         if (WARN_ON(!name))
3445                 return NULL;
3446
3447         down_write(&slub_lock);
3448         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3449         if (s) {
3450                 s->refcount++;
3451                 /*
3452                  * Adjust the object sizes so that we clear
3453                  * the complete object on kzalloc.
3454                  */
3455                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3456                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3457
3458                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3459                         s->refcount--;
3460                         goto err;
3461                 }
3462                 up_write(&slub_lock);
3463                 return s;
3464         }
3465
3466         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3467         if (!n)
3468                 goto err;
3469
3470         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3471         if (s) {
3472                 if (kmem_cache_open(s, n,
3473                                 size, align, flags, ctor)) {
3474                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3475                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3476                                 list_del(&s->list);
3477                                 kfree(n);
3478                                 kfree(s);
3479                                 goto err;
3480                         }
3481                         up_write(&slub_lock);
3482                         return s;
3483                 }
3484                 kfree(n);
3485                 kfree(s);
3486         }
3487 err:
3488         up_write(&slub_lock);
3489
3490         if (flags & SLAB_PANIC)
3491                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3492         else
3493                 s = NULL;
3494         return s;
3495 }
3496 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3497
3498 #ifdef CONFIG_SMP
3499 /*
3500  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3501  * necessary.
3502  */
3503 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3504                 unsigned long action, void *hcpu)
3505 {
3506         long cpu = (long)hcpu;
3507         struct kmem_cache *s;
3508         unsigned long flags;
3509
3510         switch (action) {
3511         case CPU_UP_CANCELED:
3512         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3513         case CPU_DEAD:
3514         case CPU_DEAD_FROZEN:
3515                 down_read(&slub_lock);
3516                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3517                         local_irq_save(flags);
3518                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3519                         local_irq_restore(flags);
3520                 }
3521                 up_read(&slub_lock);
3522                 break;
3523         default:
3524                 break;
3525         }
3526         return NOTIFY_OK;
3527 }
3528
3529 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3530         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3531 };
3532
3533 #endif
3534
3535 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3536 {
3537         struct kmem_cache *s;
3538         void *ret;
3539
3540         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3541                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3542
3543         s = get_slab(size, gfpflags);
3544
3545         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3546                 return s;
3547
3548         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3549
3550         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3551         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3552
3553         return ret;
3554 }
3555
3556 #ifdef CONFIG_NUMA
3557 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3558                                         int node, unsigned long caller)
3559 {
3560         struct kmem_cache *s;
3561         void *ret;
3562
3563         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3564                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3565
3566                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3567                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3568                                    gfpflags, node);
3569
3570                 return ret;
3571         }
3572
3573         s = get_slab(size, gfpflags);
3574
3575         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3576                 return s;
3577
3578         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3579
3580         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3581         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3582
3583         return ret;
3584 }
3585 #endif
3586
3587 #ifdef CONFIG_SYSFS
3588 static int count_inuse(struct page *page)
3589 {
3590         return page->inuse;
3591 }
3592
3593 static int count_total(struct page *page)
3594 {
3595         return page->objects;
3596 }
3597 #endif
3598
3599 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3600 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3601                                                 unsigned long *map)
3602 {
3603         void *p;
3604         void *addr = page_address(page);
3605
3606         if (!check_slab(s, page) ||
3607                         !on_freelist(s, page, NULL))
3608                 return 0;
3609
3610         /* Now we know that a valid freelist exists */
3611         bitmap_zero(map, page->objects);
3612
3613         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3614                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3615                 if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3616                         return 0;
3617         }
3618
3619         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3620                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3621                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3622                                 return 0;
3623         return 1;
3624 }
3625
3626 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3627                                                 unsigned long *map)
3628 {
3629         if (slab_trylock(page)) {
3630                 validate_slab(s, page, map);
3631                 slab_unlock(page);
3632         } else
3633                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3634                         s->name, page);
3635 }
3636
3637 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3638                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3639 {
3640         unsigned long count = 0;
3641         struct page *page;
3642         unsigned long flags;
3643
3644         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3645
3646         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3647                 validate_slab_slab(s, page, map);
3648                 count++;
3649         }
3650         if (count != n->nr_partial)
3651                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3652                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3653
3654         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3655                 goto out;
3656
3657         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3658                 validate_slab_slab(s, page, map);
3659                 count++;
3660         }
3661         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3662                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3663                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3664                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3665
3666 out:
3667         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3668         return count;
3669 }
3670
3671 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3672 {
3673         int node;
3674         unsigned long count = 0;
3675         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3676                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3677
3678         if (!map)
3679                 return -ENOMEM;
3680
3681         flush_all(s);
3682         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3683                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3684
3685                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3686         }
3687         kfree(map);
3688         return count;
3689 }
3690 /*
3691  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3692  * and freed.
3693  */
3694
3695 struct location {
3696         unsigned long count;
3697         unsigned long addr;
3698         long long sum_time;
3699         long min_time;
3700         long max_time;
3701         long min_pid;
3702         long max_pid;
3703         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3704         nodemask_t nodes;
3705 };
3706
3707 struct loc_track {
3708         unsigned long max;
3709         unsigned long count;
3710         struct location *loc;
3711 };
3712
3713 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3714 {
3715         if (t->max)
3716                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3717                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3718 }
3719
3720 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3721 {
3722         struct location *l;
3723         int order;
3724
3725         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3726
3727         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3728         if (!l)
3729                 return 0;
3730
3731         if (t->count) {
3732                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3733                 free_loc_track(t);
3734         }
3735         t->max = max;
3736         t->loc = l;
3737         return 1;
3738 }
3739
3740 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3741                                 const struct track *track)
3742 {
3743         long start, end, pos;
3744         struct location *l;
3745         unsigned long caddr;
3746         unsigned long age = jiffies - track->when;
3747
3748         start = -1;
3749         end = t->count;
3750
3751         for ( ; ; ) {
3752                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3753
3754                 /*
3755                  * There is nothing at "end". If we end up there
3756                  * we need to add something to before end.
3757                  */
3758                 if (pos == end)
3759                         break;
3760
3761                 caddr = t->loc[pos].addr;
3762                 if (track->addr == caddr) {
3763
3764                         l = &t->loc[pos];
3765                         l->count++;
3766                         if (track->when) {
3767                                 l->sum_time += age;
3768                                 if (age < l->min_time)
3769                                         l->min_time = age;
3770                                 if (age > l->max_time)
3771                                         l->max_time = age;
3772
3773                                 if (track->pid < l->min_pid)
3774                                         l->min_pid = track->pid;
3775                                 if (track->pid > l->max_pid)
3776                                         l->max_pid = track->pid;
3777
3778                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3779                                                 to_cpumask(l->cpus));
3780                         }
3781                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3782                         return 1;
3783                 }
3784
3785                 if (track->addr < caddr)
3786                         end = pos;
3787                 else
3788                         start = pos;
3789         }
3790
3791         /*
3792          * Not found. Insert new tracking element.
3793          */
3794         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3795                 return 0;
3796
3797         l = t->loc + pos;
3798         if (pos < t->count)
3799                 memmove(l + 1, l,
3800                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3801         t->count++;
3802         l->count = 1;
3803         l->addr = track->addr;
3804         l->sum_time = age;
3805         l->min_time = age;
3806         l->max_time = age;
3807         l->min_pid = track->pid;
3808         l->max_pid = track->pid;
3809         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3810         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3811         nodes_clear(l->nodes);
3812         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3813         return 1;
3814 }
3815
3816 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3817                 struct page *page, enum track_item alloc,
3818                 unsigned long *map)
3819 {
3820         void *addr = page_address(page);
3821         void *p;
3822
3823         bitmap_zero(map, page->objects);
3824         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3825                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3826
3827         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3828                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3829                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3830 }
3831
3832 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3833                                         enum track_item alloc)
3834 {
3835         int len = 0;
3836         unsigned long i;
3837         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3838         int node;
3839         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3840                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3841
3842         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3843                                      GFP_TEMPORARY)) {
3844                 kfree(map);
3845                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3846         }
3847         /* Push back cpu slabs */
3848         flush_all(s);
3849
3850         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3851                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3852                 unsigned long flags;
3853                 struct page *page;
3854
3855                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3856                         continue;
3857
3858                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3859                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3860                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3861                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3862                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3863                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3864         }
3865
3866         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3867                 struct location *l = &t.loc[i];
3868
3869                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3870                         break;
3871                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3872
3873                 if (l->addr)
3874                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3875                 else
3876                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3877
3878                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3879                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3880                                 l->min_time,
3881                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3882                                 l->max_time);
3883                 } else
3884                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3885                                 l->min_time);
3886
3887                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3888                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3889                                 l->min_pid, l->max_pid);
3890                 else
3891                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3892                                 l->min_pid);
3893
3894                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3895                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3896                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3897                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3898                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3899                                                  to_cpumask(l->cpus));
3900                 }
3901
3902                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3903                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3904                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3905                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3906                                         l->nodes);
3907                 }
3908
3909                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3910         }
3911
3912         free_loc_track(&t);
3913         kfree(map);
3914         if (!t.count)
3915                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3916         return len;
3917 }
3918 #endif
3919
3920 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3921 static void resiliency_test(void)
3922 {
3923         u8 *p;
3924
3925         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3926
3927         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3928         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3929         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3930
3931         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3932         p[16] = 0x12;
3933         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3934                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3935
3936         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3937
3938         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3939         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3940         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3941         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3942                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3943         printk(KERN_ERR
3944                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3945
3946         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3947         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3948         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3949         *p = 0x56;
3950         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3951                                                                         p);
3952         printk(KERN_ERR
3953                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3954         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3955
3956         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3957         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3958         kfree(p);
3959         *p = 0x78;
3960         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3961         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3962
3963         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3964         kfree(p);
3965         p[50] = 0x9a;
3966         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3967                         p);
3968         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3969
3970         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3971         kfree(p);
3972         p[512] = 0xab;
3973         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3974         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3975 }
3976 #else
3977 #ifdef CONFIG_SYSFS
3978 static void resiliency_test(void) {};
3979 #endif
3980 #endif
3981
3982 #ifdef CONFIG_SYSFS
3983 enum slab_stat_type {
3984         SL_ALL,                 /* All slabs */
3985         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3986         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3987         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3988         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3989 };
3990
3991 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3992 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3993 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3994 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3995 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3996
3997 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3998                             char *buf, unsigned long flags)
3999 {
4000         unsigned long total = 0;
4001         int node;
4002         int x;
4003         unsigned long *nodes;
4004         unsigned long *per_cpu;
4005
4006         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4007         if (!nodes)
4008                 return -ENOMEM;
4009         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4010
4011         if (flags & SO_CPU) {
4012                 int cpu;
4013
4014                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4015                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4016
4017                         if (!c || c->node < 0)
4018                                 continue;
4019
4020                         if (c->page) {
4021                                         if (flags & SO_TOTAL)
4022                                                 x = c->page->objects;
4023                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4024                                         x = c->page->inuse;
4025                                 else
4026                                         x = 1;
4027
4028                                 total += x;
4029                                 nodes[c->node] += x;
4030                         }
4031                         per_cpu[c->node]++;
4032                 }
4033         }
4034
4035         lock_memory_hotplug();
4036 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4037         if (flags & SO_ALL) {
4038                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4039                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4040
4041                 if (flags & SO_TOTAL)
4042                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4043                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4044                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4045                                 count_partial(n, count_free);
4046
4047                         else
4048                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4049                         total += x;
4050                         nodes[node] += x;
4051                 }
4052
4053         } else
4054 #endif
4055         if (flags & SO_PARTIAL) {
4056                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4057                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4058
4059                         if (flags & SO_TOTAL)
4060                                 x = count_partial(n, count_total);
4061                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4062                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4063                         else
4064                                 x = n->nr_partial;
4065                         total += x;
4066                         nodes[node] += x;
4067                 }
4068         }
4069         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4070 #ifdef CONFIG_NUMA
4071         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4072                 if (nodes[node])
4073                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4074                                         node, nodes[node]);
4075 #endif
4076         unlock_memory_hotplug();
4077         kfree(nodes);
4078         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4079 }
4080
4081 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4082 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4083 {
4084         int node;
4085
4086         for_each_online_node(node) {
4087                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4088
4089                 if (!n)
4090                         continue;
4091
4092                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4093                         return 1;
4094         }
4095         return 0;
4096 }
4097 #endif
4098
4099 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4100 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4101
4102 struct slab_attribute {
4103         struct attribute attr;
4104         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4105         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4106 };
4107
4108 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4109         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4110
4111 #define SLAB_ATTR(_name) \
4112         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4113         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4114
4115 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4116 {
4117         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4118 }
4119 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4120
4121 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4122 {
4123         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4124 }
4125 SLAB_ATTR_RO(align);
4126
4127 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4128 {
4129         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4130 }
4131 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4132
4133 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4136 }
4137 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4138
4139 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4140                                 const char *buf, size_t length)
4141 {
4142         unsigned long order;
4143         int err;
4144
4145         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4146         if (err)
4147                 return err;
4148
4149         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4150                 return -EINVAL;
4151
4152         calculate_sizes(s, order);
4153         return length;
4154 }
4155
4156 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4157 {
4158         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4159 }
4160 SLAB_ATTR(order);
4161
4162 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4163 {
4164         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4165 }
4166
4167 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4168                                  size_t length)
4169 {
4170         unsigned long min;
4171         int err;
4172
4173         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4174         if (err)
4175                 return err;
4176
4177         set_min_partial(s, min);
4178         return length;
4179 }
4180 SLAB_ATTR(min_partial);
4181
4182 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4183 {
4184         if (!s->ctor)
4185                 return 0;
4186         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4187 }
4188 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4189
4190 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4191 {
4192         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4193 }
4194 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4195
4196 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4197 {
4198         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4199 }
4200 SLAB_ATTR_RO(partial);
4201
4202 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4203 {
4204         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4205 }
4206 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4207
4208 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4209 {
4210         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4211 }
4212 SLAB_ATTR_RO(objects);
4213
4214 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4215 {
4216         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4217 }
4218 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4219
4220 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4221 {
4222         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4223 }
4224
4225 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4226                                 const char *buf, size_t length)
4227 {
4228         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4229         if (buf[0] == '1')
4230                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4231         return length;
4232 }
4233 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4234
4235 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4236 {
4237         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4238 }
4239 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4240
4241 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4242 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4243 {
4244         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4245 }
4246 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4247 #endif
4248
4249 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4250 {
4251         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4252 }
4253 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4254
4255 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4256 {
4257         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4258 }
4259 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4260
4261 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4262 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4263 {
4264         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4265 }
4266 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4267
4268 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4269 {
4270         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4271 }
4272 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4273
4274 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4275 {
4276         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4277 }
4278
4279 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4280                                 const char *buf, size_t length)
4281 {
4282         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4283         if (buf[0] == '1')
4284                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4285         return length;
4286 }
4287 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4288
4289 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4290 {
4291         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4292 }
4293
4294 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4295                                                         size_t length)
4296 {
4297         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4298         if (buf[0] == '1')
4299                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4300         return length;
4301 }
4302 SLAB_ATTR(trace);
4303
4304 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4305 {
4306         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4307 }
4308
4309 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4310                                 const char *buf, size_t length)
4311 {
4312         if (any_slab_objects(s))
4313                 return -EBUSY;
4314
4315         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4316         if (buf[0] == '1')
4317                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4318         calculate_sizes(s, -1);
4319         return length;
4320 }
4321 SLAB_ATTR(red_zone);
4322
4323 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4324 {
4325         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4326 }
4327
4328 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4329                                 const char *buf, size_t length)
4330 {
4331         if (any_slab_objects(s))
4332                 return -EBUSY;
4333
4334         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4335         if (buf[0] == '1')
4336                 s->flags |= SLAB_POISON;
4337         calculate_sizes(s, -1);
4338         return length;
4339 }
4340 SLAB_ATTR(poison);
4341
4342 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4343 {
4344         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4345 }
4346
4347 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4348                                 const char *buf, size_t length)
4349 {
4350         if (any_slab_objects(s))
4351                 return -EBUSY;
4352
4353         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4354         if (buf[0] == '1')
4355                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4356         calculate_sizes(s, -1);
4357         return length;
4358 }
4359 SLAB_ATTR(store_user);
4360
4361 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4362 {
4363         return 0;
4364 }
4365
4366 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4367                         const char *buf, size_t length)
4368 {
4369         int ret = -EINVAL;
4370
4371         if (buf[0] == '1') {
4372                 ret = validate_slab_cache(s);
4373                 if (ret >= 0)
4374                         ret = length;
4375         }
4376         return ret;
4377 }
4378 SLAB_ATTR(validate);
4379
4380 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4381 {
4382         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4383                 return -ENOSYS;
4384         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4385 }
4386 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4387
4388 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4389 {
4390         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4391                 return -ENOSYS;
4392         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4393 }
4394 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4395 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4396
4397 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4398 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4399 {
4400         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4401 }
4402
4403 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4404                                                         size_t length)
4405 {
4406         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4407         if (buf[0] == '1')
4408                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4409         return length;
4410 }
4411 SLAB_ATTR(failslab);
4412 #endif
4413
4414 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4415 {
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4420                         const char *buf, size_t length)
4421 {
4422         if (buf[0] == '1') {
4423                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4424
4425                 if (rc)
4426                         return rc;
4427         } else
4428                 return -EINVAL;
4429         return length;
4430 }
4431 SLAB_ATTR(shrink);
4432
4433 #ifdef CONFIG_NUMA
4434 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4435 {
4436         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4437 }
4438
4439 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4440                                 const char *buf, size_t length)
4441 {
4442         unsigned long ratio;
4443         int err;
4444
4445         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4446         if (err)
4447                 return err;
4448
4449         if (ratio <= 100)
4450                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4451
4452         return length;
4453 }
4454 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4455 #endif
4456
4457 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4458 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4459 {
4460         unsigned long sum  = 0;
4461         int cpu;
4462         int len;
4463         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4464
4465         if (!data)
4466                 return -ENOMEM;
4467
4468         for_each_online_cpu(cpu) {
4469                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4470
4471                 data[cpu] = x;
4472                 sum += x;
4473         }
4474
4475         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4476
4477 #ifdef CONFIG_SMP
4478         for_each_online_cpu(cpu) {
4479                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4480                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4481         }
4482 #endif
4483         kfree(data);
4484         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4485 }
4486
4487 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4488 {
4489         int cpu;
4490
4491         for_each_online_cpu(cpu)
4492                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4493 }
4494
4495 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4496 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4497 {                                                               \
4498         return show_stat(s, buf, si);                           \
4499 }                                                               \
4500 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4501                                 const char *buf, size_t length) \
4502 {                                                               \
4503         if (buf[0] != '0')                                      \
4504                 return -EINVAL;                                 \
4505         clear_stat(s, si);                                      \
4506         return length;                                          \
4507 }                                                               \
4508 SLAB_ATTR(text);                                                \
4509
4510 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4511 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4512 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4513 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4514 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4515 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4516 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4517 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4518 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4519 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4520 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4521 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4522 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4523 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4524 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4525 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4526 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4527 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4528 #endif
4529
4530 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4531         &slab_size_attr.attr,
4532         &object_size_attr.attr,
4533         &objs_per_slab_attr.attr,
4534         &order_attr.attr,
4535         &min_partial_attr.attr,
4536         &objects_attr.attr,
4537         &objects_partial_attr.attr,
4538         &partial_attr.attr,
4539         &cpu_slabs_attr.attr,
4540         &ctor_attr.attr,
4541         &aliases_attr.attr,
4542         &align_attr.attr,
4543         &hwcache_align_attr.attr,
4544         &reclaim_account_attr.attr,
4545         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4546         &shrink_attr.attr,
4547         &reserved_attr.attr,
4548 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4549         &total_objects_attr.attr,
4550         &slabs_attr.attr,
4551         &sanity_checks_attr.attr,
4552         &trace_attr.attr,
4553         &red_zone_attr.attr,
4554         &poison_attr.attr,
4555         &store_user_attr.attr,
4556         &validate_attr.attr,
4557         &alloc_calls_attr.attr,
4558         &free_calls_attr.attr,
4559 #endif
4560 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4561         &cache_dma_attr.attr,
4562 #endif
4563 #ifdef CONFIG_NUMA
4564         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4565 #endif
4566 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4567         &alloc_fastpath_attr.attr,
4568         &alloc_slowpath_attr.attr,
4569         &free_fastpath_attr.attr,
4570         &free_slowpath_attr.attr,
4571         &free_frozen_attr.attr,
4572         &free_add_partial_attr.attr,
4573         &free_remove_partial_attr.attr,
4574         &alloc_from_partial_attr.attr,
4575         &alloc_slab_attr.attr,
4576         &alloc_refill_attr.attr,
4577         &free_slab_attr.attr,
4578         &cpuslab_flush_attr.attr,
4579         &deactivate_full_attr.attr,
4580         &deactivate_empty_attr.attr,
4581         &deactivate_to_head_attr.attr,
4582         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4583         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4584         &order_fallback_attr.attr,
4585 #endif
4586 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4587         &failslab_attr.attr,
4588 #endif
4589
4590         NULL
4591 };
4592
4593 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4594         .attrs = slab_attrs,
4595 };
4596
4597 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4598                                 struct attribute *attr,
4599                                 char *buf)
4600 {
4601         struct slab_attribute *attribute;
4602         struct kmem_cache *s;
4603         int err;
4604
4605         attribute = to_slab_attr(attr);
4606         s = to_slab(kobj);
4607
4608         if (!attribute->show)
4609                 return -EIO;
4610
4611         err = attribute->show(s, buf);
4612
4613         return err;
4614 }
4615
4616 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4617                                 struct attribute *attr,
4618                                 const char *buf, size_t len)
4619 {
4620         struct slab_attribute *attribute;
4621         struct kmem_cache *s;
4622         int err;
4623
4624         attribute = to_slab_attr(attr);
4625         s = to_slab(kobj);
4626
4627         if (!attribute->store)
4628                 return -EIO;
4629
4630         err = attribute->store(s, buf, len);
4631
4632         return err;
4633 }
4634
4635 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4636 {
4637         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4638
4639         kfree(s->name);
4640         kfree(s);
4641 }
4642
4643 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4644         .show = slab_attr_show,
4645         .store = slab_attr_store,
4646 };
4647
4648 static struct kobj_type slab_ktype = {
4649         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4650         .release = kmem_cache_release
4651 };
4652
4653 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4654 {
4655         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4656
4657         if (ktype == &slab_ktype)
4658                 return 1;
4659         return 0;
4660 }
4661
4662 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4663         .filter = uevent_filter,
4664 };
4665
4666 static struct kset *slab_kset;
4667
4668 #define ID_STR_LENGTH 64
4669
4670 /* Create a unique string id for a slab cache:
4671  *
4672  * Format       :[flags-]size
4673  */
4674 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4675 {
4676         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4677         char *p = name;
4678
4679         BUG_ON(!name);
4680
4681         *p++ = ':';
4682         /*
4683          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4684          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4685          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4686          * are matched during merging to guarantee that the id is
4687          * unique.
4688          */
4689         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4690                 *p++ = 'd';
4691         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4692                 *p++ = 'a';
4693         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4694                 *p++ = 'F';
4695         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4696                 *p++ = 't';
4697         if (p != name + 1)
4698                 *p++ = '-';
4699         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4700         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4701         return name;
4702 }
4703
4704 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4705 {
4706         int err;
4707         const char *name;
4708         int unmergeable;
4709
4710         if (slab_state < SYSFS)
4711                 /* Defer until later */
4712                 return 0;
4713
4714         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4715         if (unmergeable) {
4716                 /*
4717                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4718                  * This is typically the case for debug situations. In that
4719                  * case we can catch duplicate names easily.
4720                  */
4721                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4722                 name = s->name;
4723         } else {
4724                 /*
4725                  * Create a unique name for the slab as a target
4726                  * for the symlinks.
4727                  */
4728                 name = create_unique_id(s);
4729         }
4730
4731         s->kobj.kset = slab_kset;
4732         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4733         if (err) {
4734                 kobject_put(&s->kobj);
4735                 return err;
4736         }
4737
4738         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4739         if (err) {
4740                 kobject_del(&s->kobj);
4741                 kobject_put(&s->kobj);
4742                 return err;
4743         }
4744         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4745         if (!unmergeable) {
4746                 /* Setup first alias */
4747                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4748                 kfree(name);
4749         }
4750         return 0;
4751 }
4752
4753 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4754 {
4755         if (slab_state < SYSFS)
4756                 /*
4757                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4758                  * cache from sysfs.
4759                  */
4760                 return;
4761
4762         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4763         kobject_del(&s->kobj);
4764         kobject_put(&s->kobj);
4765 }
4766
4767 /*
4768  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4769  * available lest we lose that information.
4770  */
4771 struct saved_alias {
4772         struct kmem_cache *s;
4773         const char *name;
4774         struct saved_alias *next;
4775 };
4776
4777 static struct saved_alias *alias_list;
4778
4779 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4780 {
4781         struct saved_alias *al;
4782
4783         if (slab_state == SYSFS) {
4784                 /*
4785                  * If we have a leftover link then remove it.
4786                  */
4787                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4788                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4789         }
4790
4791         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4792         if (!al)
4793                 return -ENOMEM;
4794
4795         al->s = s;
4796         al->name = name;
4797         al->next = alias_list;
4798         alias_list = al;
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 static int __init slab_sysfs_init(void)
4803 {
4804         struct kmem_cache *s;
4805         int err;
4806
4807         down_write(&slub_lock);
4808
4809         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4810         if (!slab_kset) {
4811                 up_write(&slub_lock);
4812                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4813                 return -ENOSYS;
4814         }
4815
4816         slab_state = SYSFS;
4817
4818         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4819                 err = sysfs_slab_add(s);
4820                 if (err)
4821                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4822                                                 " to sysfs\n", s->name);
4823         }
4824
4825         while (alias_list) {
4826                 struct saved_alias *al = alias_list;
4827
4828                 alias_list = alias_list->next;
4829                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4830                 if (err)
4831                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4832                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4833                 kfree(al);
4834         }
4835
4836         up_write(&slub_lock);
4837         resiliency_test();
4838         return 0;
4839 }
4840
4841 __initcall(slab_sysfs_init);
4842 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4843
4844 /*
4845  * The /proc/slabinfo ABI
4846  */
4847 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4848 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4849 {
4850         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4851         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4852                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4853         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4854         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4855         seq_putc(m, '\n');
4856 }
4857
4858 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4859 {
4860         loff_t n = *pos;
4861
4862         down_read(&slub_lock);
4863         if (!n)
4864                 print_slabinfo_header(m);
4865
4866         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4867 }
4868
4869 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4870 {
4871         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4872 }
4873
4874 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4875 {
4876         up_read(&slub_lock);
4877 }
4878
4879 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4880 {
4881         unsigned long nr_partials = 0;
4882         unsigned long nr_slabs = 0;
4883         unsigned long nr_inuse = 0;
4884         unsigned long nr_objs = 0;
4885         unsigned long nr_free = 0;
4886         struct kmem_cache *s;
4887         int node;
4888
4889         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4890
4891         for_each_online_node(node) {
4892                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4893
4894                 if (!n)
4895                         continue;
4896
4897                 nr_partials += n->nr_partial;
4898                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4899                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4900                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4901         }
4902
4903         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4904
4905         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4906                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4907                    (1 << oo_order(s->oo)));
4908         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4909         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4910                    0UL);
4911         seq_putc(m, '\n');
4912         return 0;
4913 }
4914
4915 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4916         .start = s_start,
4917         .next = s_next,
4918         .stop = s_stop,
4919         .show = s_show,
4920 };
4921
4922 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4923 {
4924         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4925 }
4926
4927 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4928         .open           = slabinfo_open,
4929         .read           = seq_read,
4930         .llseek         = seq_lseek,
4931         .release        = seq_release,
4932 };
4933
4934 static int __init slab_proc_init(void)
4935 {
4936         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4937         return 0;
4938 }
4939 module_init(slab_proc_init);
4940 #endif /* CONFIG_SLABINFO */