e0d1e04703096e5c5d90020e7fa71d5e2e2c2c30
[linux-3.10.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/seq_file.h>
22 #include <linux/kmemcheck.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/stacktrace.h>
33 #include <linux/prefetch.h>
34
35 #include <trace/events/kmem.h>
36
37 #include "internal.h"
38
39 /*
40  * Lock order:
41  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
42  *   2. node->list_lock
43  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
44  *
45  *   slab_mutex
46  *
47  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
48  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
49  *
50  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
51  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
52  *   double word in the page struct. Meaning
53  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
54  *      B. page->counters       -> Counters of objects
55  *      C. page->frozen         -> frozen state
56  *
57  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
58  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
59  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
60  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
61  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
62  *
63  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
64  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
65  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
66  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
67  *   modified without taking the list lock).
68  *
69  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
70  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
71  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
72  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
73  *   the list lock.
74  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
75  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
76  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
77  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
78  *
79  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
80  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
81  *
82  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
83  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
84  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
85  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
86  * cannot scan all objects.
87  *
88  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
89  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
90  * fast frees and allocs.
91  *
92  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
93  *
94  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
95  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
96  *                      such as satisfying allocations for a specific
97  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
98  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
99  *                      list operations. It is up to the processor holding
100  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
101  *                      when the slab is no longer needed.
102  *
103  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
104  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
105  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
106  *                      freelist that allows lockless access to
107  *                      free objects in addition to the regular freelist
108  *                      that requires the slab lock.
109  *
110  * PageError            Slab requires special handling due to debug
111  *                      options set. This moves slab handling out of
112  *                      the fast path and disables lockless freelists.
113  */
114
115 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
116                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 /*
128  * Issues still to be resolved:
129  *
130  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
131  *
132  * - Variable sizing of the per node arrays
133  */
134
135 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
136 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
137
138 /* Enable to log cmpxchg failures */
139 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
140
141 /*
142  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
143  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
144  */
145 #define MIN_PARTIAL 5
146
147 /*
148  * Maximum number of desirable partial slabs.
149  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
150  * sort the partial list by the number of objects in the.
151  */
152 #define MAX_PARTIAL 10
153
154 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
155                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
159  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
160  * metadata.
161  */
162 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
169                 SLAB_FAILSLAB)
170
171 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
172                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
173
174 #define OO_SHIFT        16
175 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
176 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
177
178 /* Internal SLUB flags */
179 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
180 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
181
182 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
183
184 #ifdef CONFIG_SMP
185 static struct notifier_block slab_notifier;
186 #endif
187
188 /*
189  * Tracking user of a slab.
190  */
191 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
195         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
196 #endif
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SYSFS
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
214 {
215         kfree(s->name);
216         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
233 {
234         return s->node[node];
235 }
236
237 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
238 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
239                                 struct page *page, const void *object)
240 {
241         void *base;
242
243         if (!object)
244                 return 1;
245
246         base = page_address(page);
247         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
248                 (object - base) % s->size) {
249                 return 0;
250         }
251
252         return 1;
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         return *(void **)(object + s->offset);
258 }
259
260 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
261 {
262         prefetch(object + s->offset);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         void *p;
268
269 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
270         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
271 #else
272         p = get_freepointer(s, object);
273 #endif
274         return p;
275 }
276
277 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
278 {
279         *(void **)(object + s->offset) = fp;
280 }
281
282 /* Loop over all objects in a slab */
283 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
284         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
285                         __p += (__s)->size)
286
287 /* Determine object index from a given position */
288 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
289 {
290         return (p - addr) / s->size;
291 }
292
293 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
294 {
295 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
296         /*
297          * Debugging requires use of the padding between object
298          * and whatever may come after it.
299          */
300         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
301                 return s->object_size;
302
303 #endif
304         /*
305          * If we have the need to store the freelist pointer
306          * back there or track user information then we can
307          * only use the space before that information.
308          */
309         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
310                 return s->inuse;
311         /*
312          * Else we can use all the padding etc for the allocation
313          */
314         return s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
348 }
349
350 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
351 {
352         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
353 }
354
355 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
356 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
357                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
358                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
359                 const char *n)
360 {
361         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
362 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
363     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
364         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
365                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
366                         freelist_old, counters_old,
367                         freelist_new, counters_new))
368                 return 1;
369         } else
370 #endif
371         {
372                 slab_lock(page);
373                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
374                         page->freelist = freelist_new;
375                         page->counters = counters_new;
376                         slab_unlock(page);
377                         return 1;
378                 }
379                 slab_unlock(page);
380         }
381
382         cpu_relax();
383         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
384
385 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
386         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
387 #endif
388
389         return 0;
390 }
391
392 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
393                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
394                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
395                 const char *n)
396 {
397 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
398     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
399         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
400                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
401                         freelist_old, counters_old,
402                         freelist_new, counters_new))
403                 return 1;
404         } else
405 #endif
406         {
407                 unsigned long flags;
408
409                 local_irq_save(flags);
410                 slab_lock(page);
411                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
412                         page->freelist = freelist_new;
413                         page->counters = counters_new;
414                         slab_unlock(page);
415                         local_irq_restore(flags);
416                         return 1;
417                 }
418                 slab_unlock(page);
419                 local_irq_restore(flags);
420         }
421
422         cpu_relax();
423         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
424
425 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
426         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
427 #endif
428
429         return 0;
430 }
431
432 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
433 /*
434  * Determine a map of object in use on a page.
435  *
436  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
437  * not vanish from under us.
438  */
439 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
440 {
441         void *p;
442         void *addr = page_address(page);
443
444         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
445                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
446 }
447
448 /*
449  * Debug settings:
450  */
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
452 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
453 #else
454 static int slub_debug;
455 #endif
456
457 static char *slub_debug_slabs;
458 static int disable_higher_order_debug;
459
460 /*
461  * Object debugging
462  */
463 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
464 {
465         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
466                         length, 1);
467 }
468
469 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
470         enum track_item alloc)
471 {
472         struct track *p;
473
474         if (s->offset)
475                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
476         else
477                 p = object + s->inuse;
478
479         return p + alloc;
480 }
481
482 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
484 {
485         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
486
487         if (addr) {
488 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
489                 struct stack_trace trace;
490                 int i;
491
492                 trace.nr_entries = 0;
493                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
494                 trace.entries = p->addrs;
495                 trace.skip = 3;
496                 save_stack_trace(&trace);
497
498                 /* See rant in lockdep.c */
499                 if (trace.nr_entries != 0 &&
500                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
501                         trace.nr_entries--;
502
503                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
504                         p->addrs[i] = 0;
505 #endif
506                 p->addr = addr;
507                 p->cpu = smp_processor_id();
508                 p->pid = current->pid;
509                 p->when = jiffies;
510         } else
511                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
512 }
513
514 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
515 {
516         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
517                 return;
518
519         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
520         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
521 }
522
523 static void print_track(const char *s, struct track *t)
524 {
525         if (!t->addr)
526                 return;
527
528         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
529                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
530 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
531         {
532                 int i;
533                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
534                         if (t->addrs[i])
535                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
536                         else
537                                 break;
538         }
539 #endif
540 }
541
542 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
543 {
544         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
545                 return;
546
547         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
548         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
549 }
550
551 static void print_page_info(struct page *page)
552 {
553         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
554                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
555
556 }
557
558 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
559 {
560         va_list args;
561         char buf[100];
562
563         va_start(args, fmt);
564         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
565         va_end(args);
566         printk(KERN_ERR "========================================"
567                         "=====================================\n");
568         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
569         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
570                         "-------------------------------------\n\n");
571 }
572
573 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
574 {
575         va_list args;
576         char buf[100];
577
578         va_start(args, fmt);
579         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
580         va_end(args);
581         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
582 }
583
584 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
585 {
586         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
587         u8 *addr = page_address(page);
588
589         print_tracking(s, p);
590
591         print_page_info(page);
592
593         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
594                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
595
596         if (p > addr + 16)
597                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
598
599         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
600                                 PAGE_SIZE));
601         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
602                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
603                         s->inuse - s->object_size);
604
605         if (s->offset)
606                 off = s->offset + sizeof(void *);
607         else
608                 off = s->inuse;
609
610         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
611                 off += 2 * sizeof(struct track);
612
613         if (off != s->size)
614                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
615                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
616
617         dump_stack();
618 }
619
620 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
621                         u8 *object, char *reason)
622 {
623         slab_bug(s, "%s", reason);
624         print_trailer(s, page, object);
625 }
626
627 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
628 {
629         va_list args;
630         char buf[100];
631
632         va_start(args, fmt);
633         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
634         va_end(args);
635         slab_bug(s, "%s", buf);
636         print_page_info(page);
637         dump_stack();
638 }
639
640 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
641 {
642         u8 *p = object;
643
644         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
645                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
646                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
647         }
648
649         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
650                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
651 }
652
653 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
654                                                 void *from, void *to)
655 {
656         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
657         memset(from, data, to - from);
658 }
659
660 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
661                         u8 *object, char *what,
662                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
663 {
664         u8 *fault;
665         u8 *end;
666
667         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
668         if (!fault)
669                 return 1;
670
671         end = start + bytes;
672         while (end > fault && end[-1] == value)
673                 end--;
674
675         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
676         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
677                                         fault, end - 1, fault[0], value);
678         print_trailer(s, page, object);
679
680         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
681         return 0;
682 }
683
684 /*
685  * Object layout:
686  *
687  * object address
688  *      Bytes of the object to be managed.
689  *      If the freepointer may overlay the object then the free
690  *      pointer is the first word of the object.
691  *
692  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
693  *      0xa5 (POISON_END)
694  *
695  * object + s->object_size
696  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
697  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
698  *      object_size == inuse.
699  *
700  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
701  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
702  *
703  * object + s->inuse
704  *      Meta data starts here.
705  *
706  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
707  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
708  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
709  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
710  *              before the word boundary.
711  *
712  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
713  *
714  * object + s->size
715  *      Nothing is used beyond s->size.
716  *
717  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
718  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
719  * may be used with merged slabcaches.
720  */
721
722 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
723 {
724         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
725
726         if (s->offset)
727                 /* Freepointer is placed after the object. */
728                 off += sizeof(void *);
729
730         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
731                 /* We also have user information there */
732                 off += 2 * sizeof(struct track);
733
734         if (s->size == off)
735                 return 1;
736
737         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
738                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
739 }
740
741 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
742 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
743 {
744         u8 *start;
745         u8 *fault;
746         u8 *end;
747         int length;
748         int remainder;
749
750         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
751                 return 1;
752
753         start = page_address(page);
754         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
755         end = start + length;
756         remainder = length % s->size;
757         if (!remainder)
758                 return 1;
759
760         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
761         if (!fault)
762                 return 1;
763         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
764                 end--;
765
766         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
767         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
768
769         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
770         return 0;
771 }
772
773 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
774                                         void *object, u8 val)
775 {
776         u8 *p = object;
777         u8 *endobject = object + s->object_size;
778
779         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
780                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
781                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
782                         return 0;
783         } else {
784                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
785                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
786                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
787                 }
788         }
789
790         if (s->flags & SLAB_POISON) {
791                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
792                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
793                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
794                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
795                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
796                         return 0;
797                 /*
798                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
799                  */
800                 check_pad_bytes(s, page, p);
801         }
802
803         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
804                 /*
805                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
806                  * freepointer while object is allocated.
807                  */
808                 return 1;
809
810         /* Check free pointer validity */
811         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
812                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
813                 /*
814                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
815                  * of the free objects in this slab. May cause
816                  * another error because the object count is now wrong.
817                  */
818                 set_freepointer(s, p, NULL);
819                 return 0;
820         }
821         return 1;
822 }
823
824 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
825 {
826         int maxobj;
827
828         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
829
830         if (!PageSlab(page)) {
831                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
832                 return 0;
833         }
834
835         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
836         if (page->objects > maxobj) {
837                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
838                         s->name, page->objects, maxobj);
839                 return 0;
840         }
841         if (page->inuse > page->objects) {
842                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
843                         s->name, page->inuse, page->objects);
844                 return 0;
845         }
846         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
847         slab_pad_check(s, page);
848         return 1;
849 }
850
851 /*
852  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
853  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
854  */
855 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
856 {
857         int nr = 0;
858         void *fp;
859         void *object = NULL;
860         unsigned long max_objects;
861
862         fp = page->freelist;
863         while (fp && nr <= page->objects) {
864                 if (fp == search)
865                         return 1;
866                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
867                         if (object) {
868                                 object_err(s, page, object,
869                                         "Freechain corrupt");
870                                 set_freepointer(s, object, NULL);
871                                 break;
872                         } else {
873                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
874                                 page->freelist = NULL;
875                                 page->inuse = page->objects;
876                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
877                                 return 0;
878                         }
879                         break;
880                 }
881                 object = fp;
882                 fp = get_freepointer(s, object);
883                 nr++;
884         }
885
886         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
887         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
888                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
889
890         if (page->objects != max_objects) {
891                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
892                         "should be %d", page->objects, max_objects);
893                 page->objects = max_objects;
894                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
895         }
896         if (page->inuse != page->objects - nr) {
897                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
898                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
899                 page->inuse = page->objects - nr;
900                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
901         }
902         return search == NULL;
903 }
904
905 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
906                                                                 int alloc)
907 {
908         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
909                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
910                         s->name,
911                         alloc ? "alloc" : "free",
912                         object, page->inuse,
913                         page->freelist);
914
915                 if (!alloc)
916                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
917
918                 dump_stack();
919         }
920 }
921
922 /*
923  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
924  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
925  */
926 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
927 {
928         flags &= gfp_allowed_mask;
929         lockdep_trace_alloc(flags);
930         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
931
932         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
933 }
934
935 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
936 {
937         flags &= gfp_allowed_mask;
938         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
939         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
940 }
941
942 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
943 {
944         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
945
946         /*
947          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
948          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
949          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
950          */
951 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
952         {
953                 unsigned long flags;
954
955                 local_irq_save(flags);
956                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
957                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
958                 local_irq_restore(flags);
959         }
960 #endif
961         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
962                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
963 }
964
965 /*
966  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
967  *
968  * list_lock must be held.
969  */
970 static void add_full(struct kmem_cache *s,
971         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
972 {
973         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
974                 return;
975
976         list_add(&page->lru, &n->full);
977 }
978
979 /*
980  * list_lock must be held.
981  */
982 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
983 {
984         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
985                 return;
986
987         list_del(&page->lru);
988 }
989
990 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
991 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
992 {
993         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
994
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
999 {
1000         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1001 }
1002
1003 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1004 {
1005         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1006
1007         /*
1008          * May be called early in order to allocate a slab for the
1009          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1010          * dilemma by deferring the increment of the count during
1011          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1012          */
1013         if (n) {
1014                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1015                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1016         }
1017 }
1018 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1019 {
1020         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1021
1022         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1023         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1024 }
1025
1026 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1027 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1028                                                                 void *object)
1029 {
1030         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1031                 return;
1032
1033         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1034         init_tracking(s, object);
1035 }
1036
1037 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1038                                         void *object, unsigned long addr)
1039 {
1040         if (!check_slab(s, page))
1041                 goto bad;
1042
1043         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1044                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1045                 goto bad;
1046         }
1047
1048         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1049                 goto bad;
1050
1051         /* Success perform special debug activities for allocs */
1052         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1053                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1054         trace(s, page, object, 1);
1055         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1056         return 1;
1057
1058 bad:
1059         if (PageSlab(page)) {
1060                 /*
1061                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1062                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1063                  * as used avoids touching the remaining objects.
1064                  */
1065                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1066                 page->inuse = page->objects;
1067                 page->freelist = NULL;
1068         }
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1073         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1074         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1075 {
1076         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1077
1078         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1079         slab_lock(page);
1080
1081         if (!check_slab(s, page))
1082                 goto fail;
1083
1084         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1085                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1086                 goto fail;
1087         }
1088
1089         if (on_freelist(s, page, object)) {
1090                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1091                 goto fail;
1092         }
1093
1094         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1095                 goto out;
1096
1097         if (unlikely(s != page->slab)) {
1098                 if (!PageSlab(page)) {
1099                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1100                                 "outside of slab", object);
1101                 } else if (!page->slab) {
1102                         printk(KERN_ERR
1103                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1104                                                 object);
1105                         dump_stack();
1106                 } else
1107                         object_err(s, page, object,
1108                                         "page slab pointer corrupt.");
1109                 goto fail;
1110         }
1111
1112         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1113                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1114         trace(s, page, object, 0);
1115         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1116 out:
1117         slab_unlock(page);
1118         /*
1119          * Keep node_lock to preserve integrity
1120          * until the object is actually freed
1121          */
1122         return n;
1123
1124 fail:
1125         slab_unlock(page);
1126         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1127         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1128         return NULL;
1129 }
1130
1131 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1132 {
1133         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1134         if (*str++ != '=' || !*str)
1135                 /*
1136                  * No options specified. Switch on full debugging.
1137                  */
1138                 goto out;
1139
1140         if (*str == ',')
1141                 /*
1142                  * No options but restriction on slabs. This means full
1143                  * debugging for slabs matching a pattern.
1144                  */
1145                 goto check_slabs;
1146
1147         if (tolower(*str) == 'o') {
1148                 /*
1149                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1150                  * would increase as a result.
1151                  */
1152                 disable_higher_order_debug = 1;
1153                 goto out;
1154         }
1155
1156         slub_debug = 0;
1157         if (*str == '-')
1158                 /*
1159                  * Switch off all debugging measures.
1160                  */
1161                 goto out;
1162
1163         /*
1164          * Determine which debug features should be switched on
1165          */
1166         for (; *str && *str != ','; str++) {
1167                 switch (tolower(*str)) {
1168                 case 'f':
1169                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1170                         break;
1171                 case 'z':
1172                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1173                         break;
1174                 case 'p':
1175                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1176                         break;
1177                 case 'u':
1178                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1179                         break;
1180                 case 't':
1181                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1182                         break;
1183                 case 'a':
1184                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1185                         break;
1186                 default:
1187                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1188                                 "unknown. skipped\n", *str);
1189                 }
1190         }
1191
1192 check_slabs:
1193         if (*str == ',')
1194                 slub_debug_slabs = str + 1;
1195 out:
1196         return 1;
1197 }
1198
1199 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1200
1201 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1202         unsigned long flags, const char *name,
1203         void (*ctor)(void *))
1204 {
1205         /*
1206          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1207          */
1208         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1209                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1210                 flags |= slub_debug;
1211
1212         return flags;
1213 }
1214 #else
1215 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1216                         struct page *page, void *object) {}
1217
1218 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1219         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1220
1221 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1222         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1223         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1224
1225 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1226                         { return 1; }
1227 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1228                         void *object, u8 val) { return 1; }
1229 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1230                                         struct page *page) {}
1231 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1232 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1233         unsigned long flags, const char *name,
1234         void (*ctor)(void *))
1235 {
1236         return flags;
1237 }
1238 #define slub_debug 0
1239
1240 #define disable_higher_order_debug 0
1241
1242 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1243                                                         { return 0; }
1244 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1247                                                         int objects) {}
1248 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250
1251 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1252                                                         { return 0; }
1253
1254 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1255                 void *object) {}
1256
1257 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1258
1259 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1260
1261 /*
1262  * Slab allocation and freeing
1263  */
1264 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1265                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1266 {
1267         int order = oo_order(oo);
1268
1269         flags |= __GFP_NOTRACK;
1270
1271         if (node == NUMA_NO_NODE)
1272                 return alloc_pages(flags, order);
1273         else
1274                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1275 }
1276
1277 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1278 {
1279         struct page *page;
1280         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1281         gfp_t alloc_gfp;
1282
1283         flags &= gfp_allowed_mask;
1284
1285         if (flags & __GFP_WAIT)
1286                 local_irq_enable();
1287
1288         flags |= s->allocflags;
1289
1290         /*
1291          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1292          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1293          */
1294         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1295
1296         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1297         if (unlikely(!page)) {
1298                 oo = s->min;
1299                 /*
1300                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1301                  * Try a lower order alloc if possible
1302                  */
1303                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1304
1305                 if (page)
1306                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1307         }
1308
1309         if (kmemcheck_enabled && page
1310                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1311                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1312
1313                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1314
1315                 /*
1316                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1317                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1318                  */
1319                 if (s->ctor)
1320                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1321                 else
1322                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1323         }
1324
1325         if (flags & __GFP_WAIT)
1326                 local_irq_disable();
1327         if (!page)
1328                 return NULL;
1329
1330         page->objects = oo_objects(oo);
1331         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1332                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1333                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1334                 1 << oo_order(oo));
1335
1336         return page;
1337 }
1338
1339 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1340                                 void *object)
1341 {
1342         setup_object_debug(s, page, object);
1343         if (unlikely(s->ctor))
1344                 s->ctor(object);
1345 }
1346
1347 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1348 {
1349         struct page *page;
1350         void *start;
1351         void *last;
1352         void *p;
1353
1354         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1355
1356         page = allocate_slab(s,
1357                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1358         if (!page)
1359                 goto out;
1360
1361         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1362         page->slab = s;
1363         __SetPageSlab(page);
1364         if (page->pfmemalloc)
1365                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1366
1367         start = page_address(page);
1368
1369         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1370                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1371
1372         last = start;
1373         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1374                 setup_object(s, page, last);
1375                 set_freepointer(s, last, p);
1376                 last = p;
1377         }
1378         setup_object(s, page, last);
1379         set_freepointer(s, last, NULL);
1380
1381         page->freelist = start;
1382         page->inuse = page->objects;
1383         page->frozen = 1;
1384 out:
1385         return page;
1386 }
1387
1388 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1389 {
1390         int order = compound_order(page);
1391         int pages = 1 << order;
1392
1393         if (kmem_cache_debug(s)) {
1394                 void *p;
1395
1396                 slab_pad_check(s, page);
1397                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1398                                                 page->objects)
1399                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1400         }
1401
1402         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1403
1404         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1405                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1406                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1407                 -pages);
1408
1409         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1410         __ClearPageSlab(page);
1411         reset_page_mapcount(page);
1412         if (current->reclaim_state)
1413                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1414         __free_pages(page, order);
1415 }
1416
1417 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1418         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1419
1420 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1421 {
1422         struct page *page;
1423
1424         if (need_reserve_slab_rcu)
1425                 page = virt_to_head_page(h);
1426         else
1427                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1428
1429         __free_slab(page->slab, page);
1430 }
1431
1432 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1433 {
1434         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1435                 struct rcu_head *head;
1436
1437                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1438                         int order = compound_order(page);
1439                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1440
1441                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1442                         head = page_address(page) + offset;
1443                 } else {
1444                         /*
1445                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1446                          */
1447                         head = (void *)&page->lru;
1448                 }
1449
1450                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1451         } else
1452                 __free_slab(s, page);
1453 }
1454
1455 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1456 {
1457         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1458         free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Management of partially allocated slabs.
1463  *
1464  * list_lock must be held.
1465  */
1466 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1467                                 struct page *page, int tail)
1468 {
1469         n->nr_partial++;
1470         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1471                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1472         else
1473                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * list_lock must be held.
1478  */
1479 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1480                                         struct page *page)
1481 {
1482         list_del(&page->lru);
1483         n->nr_partial--;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1488  * return the pointer to the freelist.
1489  *
1490  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1491  *
1492  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1493  */
1494 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1495                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1496                 int mode)
1497 {
1498         void *freelist;
1499         unsigned long counters;
1500         struct page new;
1501
1502         /*
1503          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1504          * The old freelist is the list of objects for the
1505          * per cpu allocation list.
1506          */
1507         freelist = page->freelist;
1508         counters = page->counters;
1509         new.counters = counters;
1510         if (mode) {
1511                 new.inuse = page->objects;
1512                 new.freelist = NULL;
1513         } else {
1514                 new.freelist = freelist;
1515         }
1516
1517         VM_BUG_ON(new.frozen);
1518         new.frozen = 1;
1519
1520         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1521                         freelist, counters,
1522                         new.freelist, new.counters,
1523                         "acquire_slab"))
1524                 return NULL;
1525
1526         remove_partial(n, page);
1527         WARN_ON(!freelist);
1528         return freelist;
1529 }
1530
1531 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1532
1533 /*
1534  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1535  */
1536 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1537                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1538 {
1539         struct page *page, *page2;
1540         void *object = NULL;
1541
1542         /*
1543          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1544          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1545          * partial slab and there is none available then get_partials()
1546          * will return NULL.
1547          */
1548         if (!n || !n->nr_partial)
1549                 return NULL;
1550
1551         spin_lock(&n->list_lock);
1552         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1553                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1554                 int available;
1555
1556                 if (!t)
1557                         break;
1558
1559                 if (!object) {
1560                         c->page = page;
1561                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1562                         object = t;
1563                         available =  page->objects - page->inuse;
1564                 } else {
1565                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1566                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1567                 }
1568                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1569                         break;
1570
1571         }
1572         spin_unlock(&n->list_lock);
1573         return object;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1578  */
1579 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1580                 struct kmem_cache_cpu *c)
1581 {
1582 #ifdef CONFIG_NUMA
1583         struct zonelist *zonelist;
1584         struct zoneref *z;
1585         struct zone *zone;
1586         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1587         void *object;
1588         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1589
1590         /*
1591          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1592          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1593          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1594          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1595          *
1596          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1597          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1598          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1599          * from other nodes and filled up.
1600          *
1601          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1602          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1603          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1604          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1605          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1606          * with available objects.
1607          */
1608         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1609                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1610                 return NULL;
1611
1612         do {
1613                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1614                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1615                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1616                         struct kmem_cache_node *n;
1617
1618                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1619
1620                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1621                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1622                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1623                                 if (object) {
1624                                         /*
1625                                          * Return the object even if
1626                                          * put_mems_allowed indicated that
1627                                          * the cpuset mems_allowed was
1628                                          * updated in parallel. It's a
1629                                          * harmless race between the alloc
1630                                          * and the cpuset update.
1631                                          */
1632                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1633                                         return object;
1634                                 }
1635                         }
1636                 }
1637         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1638 #endif
1639         return NULL;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Get a partial page, lock it and return it.
1644  */
1645 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1646                 struct kmem_cache_cpu *c)
1647 {
1648         void *object;
1649         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1650
1651         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1652         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1653                 return object;
1654
1655         return get_any_partial(s, flags, c);
1656 }
1657
1658 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1659 /*
1660  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1661  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1662  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1663  */
1664 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1665 #else
1666 /*
1667  * No preemption supported therefore also no need to check for
1668  * different cpus.
1669  */
1670 #define TID_STEP 1
1671 #endif
1672
1673 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1674 {
1675         return tid + TID_STEP;
1676 }
1677
1678 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1679 {
1680         return tid % TID_STEP;
1681 }
1682
1683 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1684 {
1685         return tid / TID_STEP;
1686 }
1687
1688 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1689 {
1690         return cpu;
1691 }
1692
1693 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1694                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1695 {
1696 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1697         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1698
1699         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1700
1701 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1702         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1703                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1704                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1705         else
1706 #endif
1707         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1708                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1709                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1710         else
1711                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1712                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1713 #endif
1714         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1715 }
1716
1717 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1718 {
1719         int cpu;
1720
1721         for_each_possible_cpu(cpu)
1722                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Remove the cpu slab
1727  */
1728 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1729 {
1730         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1731         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1732         int lock = 0;
1733         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1734         void *nextfree;
1735         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1736         struct page new;
1737         struct page old;
1738
1739         if (page->freelist) {
1740                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1741                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1742         }
1743
1744         /*
1745          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1746          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1747          * last one.
1748          *
1749          * There is no need to take the list->lock because the page
1750          * is still frozen.
1751          */
1752         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1753                 void *prior;
1754                 unsigned long counters;
1755
1756                 do {
1757                         prior = page->freelist;
1758                         counters = page->counters;
1759                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1760                         new.counters = counters;
1761                         new.inuse--;
1762                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1763
1764                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1765                         prior, counters,
1766                         freelist, new.counters,
1767                         "drain percpu freelist"));
1768
1769                 freelist = nextfree;
1770         }
1771
1772         /*
1773          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1774          * list presence reflects the actual number of objects
1775          * during unfreeze.
1776          *
1777          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1778          * with the count. If there is a mismatch then the page
1779          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1780          *
1781          * Then we restart the process which may have to remove
1782          * the page from the list that we just put it on again
1783          * because the number of objects in the slab may have
1784          * changed.
1785          */
1786 redo:
1787
1788         old.freelist = page->freelist;
1789         old.counters = page->counters;
1790         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1791
1792         /* Determine target state of the slab */
1793         new.counters = old.counters;
1794         if (freelist) {
1795                 new.inuse--;
1796                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1797                 new.freelist = freelist;
1798         } else
1799                 new.freelist = old.freelist;
1800
1801         new.frozen = 0;
1802
1803         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1804                 m = M_FREE;
1805         else if (new.freelist) {
1806                 m = M_PARTIAL;
1807                 if (!lock) {
1808                         lock = 1;
1809                         /*
1810                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1811                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1812                          * is frozen
1813                          */
1814                         spin_lock(&n->list_lock);
1815                 }
1816         } else {
1817                 m = M_FULL;
1818                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1819                         lock = 1;
1820                         /*
1821                          * This also ensures that the scanning of full
1822                          * slabs from diagnostic functions will not see
1823                          * any frozen slabs.
1824                          */
1825                         spin_lock(&n->list_lock);
1826                 }
1827         }
1828
1829         if (l != m) {
1830
1831                 if (l == M_PARTIAL)
1832
1833                         remove_partial(n, page);
1834
1835                 else if (l == M_FULL)
1836
1837                         remove_full(s, page);
1838
1839                 if (m == M_PARTIAL) {
1840
1841                         add_partial(n, page, tail);
1842                         stat(s, tail);
1843
1844                 } else if (m == M_FULL) {
1845
1846                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1847                         add_full(s, n, page);
1848
1849                 }
1850         }
1851
1852         l = m;
1853         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1854                                 old.freelist, old.counters,
1855                                 new.freelist, new.counters,
1856                                 "unfreezing slab"))
1857                 goto redo;
1858
1859         if (lock)
1860                 spin_unlock(&n->list_lock);
1861
1862         if (m == M_FREE) {
1863                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1864                 discard_slab(s, page);
1865                 stat(s, FREE_SLAB);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1871  *
1872  * This function must be called with interrupt disabled.
1873  */
1874 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1875 {
1876         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1877         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1878         struct page *page, *discard_page = NULL;
1879
1880         while ((page = c->partial)) {
1881                 struct page new;
1882                 struct page old;
1883
1884                 c->partial = page->next;
1885
1886                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1887                 if (n != n2) {
1888                         if (n)
1889                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1890
1891                         n = n2;
1892                         spin_lock(&n->list_lock);
1893                 }
1894
1895                 do {
1896
1897                         old.freelist = page->freelist;
1898                         old.counters = page->counters;
1899                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1900
1901                         new.counters = old.counters;
1902                         new.freelist = old.freelist;
1903
1904                         new.frozen = 0;
1905
1906                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1907                                 old.freelist, old.counters,
1908                                 new.freelist, new.counters,
1909                                 "unfreezing slab"));
1910
1911                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1912                         page->next = discard_page;
1913                         discard_page = page;
1914                 } else {
1915                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1916                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1917                 }
1918         }
1919
1920         if (n)
1921                 spin_unlock(&n->list_lock);
1922
1923         while (discard_page) {
1924                 page = discard_page;
1925                 discard_page = discard_page->next;
1926
1927                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1928                 discard_slab(s, page);
1929                 stat(s, FREE_SLAB);
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1935  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1936  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1937  * onto a random cpus partial slot.
1938  *
1939  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1940  * per node partial list.
1941  */
1942 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1943 {
1944         struct page *oldpage;
1945         int pages;
1946         int pobjects;
1947
1948         do {
1949                 pages = 0;
1950                 pobjects = 0;
1951                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1952
1953                 if (oldpage) {
1954                         pobjects = oldpage->pobjects;
1955                         pages = oldpage->pages;
1956                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1957                                 unsigned long flags;
1958                                 /*
1959                                  * partial array is full. Move the existing
1960                                  * set to the per node partial list.
1961                                  */
1962                                 local_irq_save(flags);
1963                                 unfreeze_partials(s);
1964                                 local_irq_restore(flags);
1965                                 oldpage = NULL;
1966                                 pobjects = 0;
1967                                 pages = 0;
1968                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1969                         }
1970                 }
1971
1972                 pages++;
1973                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1974
1975                 page->pages = pages;
1976                 page->pobjects = pobjects;
1977                 page->next = oldpage;
1978
1979         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1980         return pobjects;
1981 }
1982
1983 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1984 {
1985         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1986         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1987
1988         c->tid = next_tid(c->tid);
1989         c->page = NULL;
1990         c->freelist = NULL;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Flush cpu slab.
1995  *
1996  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1997  */
1998 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1999 {
2000         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2001
2002         if (likely(c)) {
2003                 if (c->page)
2004                         flush_slab(s, c);
2005
2006                 unfreeze_partials(s);
2007         }
2008 }
2009
2010 static void flush_cpu_slab(void *d)
2011 {
2012         struct kmem_cache *s = d;
2013
2014         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2015 }
2016
2017 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2018 {
2019         struct kmem_cache *s = info;
2020         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2021
2022         return c->page || c->partial;
2023 }
2024
2025 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2026 {
2027         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2032  * locality expectations.
2033  */
2034 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2035 {
2036 #ifdef CONFIG_NUMA
2037         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2038                 return 0;
2039 #endif
2040         return 1;
2041 }
2042
2043 static int count_free(struct page *page)
2044 {
2045         return page->objects - page->inuse;
2046 }
2047
2048 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2049                                         int (*get_count)(struct page *))
2050 {
2051         unsigned long flags;
2052         unsigned long x = 0;
2053         struct page *page;
2054
2055         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2056         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2057                 x += get_count(page);
2058         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2059         return x;
2060 }
2061
2062 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2063 {
2064 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2065         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2066 #else
2067         return 0;
2068 #endif
2069 }
2070
2071 static noinline void
2072 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2073 {
2074         int node;
2075
2076         printk(KERN_WARNING
2077                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2078                 nid, gfpflags);
2079         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2080                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2081                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2082
2083         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2084                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2085                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2086
2087         for_each_online_node(node) {
2088                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2089                 unsigned long nr_slabs;
2090                 unsigned long nr_objs;
2091                 unsigned long nr_free;
2092
2093                 if (!n)
2094                         continue;
2095
2096                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2097                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2098                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2099
2100                 printk(KERN_WARNING
2101                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2102                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2103         }
2104 }
2105
2106 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2107                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2108 {
2109         void *freelist;
2110         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2111         struct page *page;
2112
2113         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2114
2115         if (freelist)
2116                 return freelist;
2117
2118         page = new_slab(s, flags, node);
2119         if (page) {
2120                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2121                 if (c->page)
2122                         flush_slab(s, c);
2123
2124                 /*
2125                  * No other reference to the page yet so we can
2126                  * muck around with it freely without cmpxchg
2127                  */
2128                 freelist = page->freelist;
2129                 page->freelist = NULL;
2130
2131                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2132                 c->page = page;
2133                 *pc = c;
2134         } else
2135                 freelist = NULL;
2136
2137         return freelist;
2138 }
2139
2140 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2141 {
2142         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2143                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2144
2145         return true;
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2150  * or deactivate the page.
2151  *
2152  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2153  *
2154  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2155  *
2156  * This function must be called with interrupt disabled.
2157  */
2158 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2159 {
2160         struct page new;
2161         unsigned long counters;
2162         void *freelist;
2163
2164         do {
2165                 freelist = page->freelist;
2166                 counters = page->counters;
2167
2168                 new.counters = counters;
2169                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2170
2171                 new.inuse = page->objects;
2172                 new.frozen = freelist != NULL;
2173
2174         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2175                 freelist, counters,
2176                 NULL, new.counters,
2177                 "get_freelist"));
2178
2179         return freelist;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2184  * debugging duties.
2185  *
2186  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2187  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2188  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2189  *
2190  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2191  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2192  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2193  *
2194  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2195  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2196  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2197  */
2198 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2199                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2200 {
2201         void *freelist;
2202         struct page *page;
2203         unsigned long flags;
2204
2205         local_irq_save(flags);
2206 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2207         /*
2208          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2209          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2210          * pointer.
2211          */
2212         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2213 #endif
2214
2215         page = c->page;
2216         if (!page)
2217                 goto new_slab;
2218 redo:
2219
2220         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2221                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2222                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2223                 c->page = NULL;
2224                 c->freelist = NULL;
2225                 goto new_slab;
2226         }
2227
2228         /*
2229          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2230          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2231          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2232          */
2233         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2234                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2235                 c->page = NULL;
2236                 c->freelist = NULL;
2237                 goto new_slab;
2238         }
2239
2240         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2241         freelist = c->freelist;
2242         if (freelist)
2243                 goto load_freelist;
2244
2245         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2246
2247         freelist = get_freelist(s, page);
2248
2249         if (!freelist) {
2250                 c->page = NULL;
2251                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2252                 goto new_slab;
2253         }
2254
2255         stat(s, ALLOC_REFILL);
2256
2257 load_freelist:
2258         /*
2259          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2260          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2261          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2262          */
2263         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2264         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2265         c->tid = next_tid(c->tid);
2266         local_irq_restore(flags);
2267         return freelist;
2268
2269 new_slab:
2270
2271         if (c->partial) {
2272                 page = c->page = c->partial;
2273                 c->partial = page->next;
2274                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2275                 c->freelist = NULL;
2276                 goto redo;
2277         }
2278
2279         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2280
2281         if (unlikely(!freelist)) {
2282                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2283                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2284
2285                 local_irq_restore(flags);
2286                 return NULL;
2287         }
2288
2289         page = c->page;
2290         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2291                 goto load_freelist;
2292
2293         /* Only entered in the debug case */
2294         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2295                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2296
2297         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2298         c->page = NULL;
2299         c->freelist = NULL;
2300         local_irq_restore(flags);
2301         return freelist;
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2306  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2307  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2308  *
2309  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2310  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2311  *
2312  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2313  */
2314 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2315                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2316 {
2317         void **object;
2318         struct kmem_cache_cpu *c;
2319         struct page *page;
2320         unsigned long tid;
2321
2322         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2323                 return NULL;
2324
2325 redo:
2326
2327         /*
2328          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2329          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2330          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2331          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2332          */
2333         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2334
2335         /*
2336          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2337          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2338          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2339          * linked list in between.
2340          */
2341         tid = c->tid;
2342         barrier();
2343
2344         object = c->freelist;
2345         page = c->page;
2346         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2347                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2348
2349         else {
2350                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2351
2352                 /*
2353                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2354                  * operation and if we are on the right processor.
2355                  *
2356                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2357                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2358                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2359                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2360                  *
2361                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2362                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2363                  */
2364                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2365                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2366                                 object, tid,
2367                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2368
2369                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2370                         goto redo;
2371                 }
2372                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2373                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2374         }
2375
2376         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2377                 memset(object, 0, s->object_size);
2378
2379         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2380
2381         return object;
2382 }
2383
2384 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2385 {
2386         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2387
2388         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2389
2390         return ret;
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2393
2394 #ifdef CONFIG_TRACING
2395 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2396 {
2397         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2398         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2399         return ret;
2400 }
2401 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2402
2403 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2404 {
2405         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2406         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2407         return ret;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2410 #endif
2411
2412 #ifdef CONFIG_NUMA
2413 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2414 {
2415         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2416
2417         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2418                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2419
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2423
2424 #ifdef CONFIG_TRACING
2425 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2426                                     gfp_t gfpflags,
2427                                     int node, size_t size)
2428 {
2429         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2430
2431         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2432                            size, s->size, gfpflags, node);
2433         return ret;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2436 #endif
2437 #endif
2438
2439 /*
2440  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2441  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2442  *
2443  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2444  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2445  * handling required then we can return immediately.
2446  */
2447 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2448                         void *x, unsigned long addr)
2449 {
2450         void *prior;
2451         void **object = (void *)x;
2452         int was_frozen;
2453         int inuse;
2454         struct page new;
2455         unsigned long counters;
2456         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2457         unsigned long uninitialized_var(flags);
2458
2459         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2460
2461         if (kmem_cache_debug(s) &&
2462                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2463                 return;
2464
2465         do {
2466                 prior = page->freelist;
2467                 counters = page->counters;
2468                 set_freepointer(s, object, prior);
2469                 new.counters = counters;
2470                 was_frozen = new.frozen;
2471                 new.inuse--;
2472                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2473
2474                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2475
2476                                 /*
2477                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2478                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2479                                  */
2480                                 new.frozen = 1;
2481
2482                         else { /* Needs to be taken off a list */
2483
2484                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2485                                 /*
2486                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2487                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2488                                  * drop the list_lock without any processing.
2489                                  *
2490                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2491                                  * other processors updating the list of slabs.
2492                                  */
2493                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2494
2495                         }
2496                 }
2497                 inuse = new.inuse;
2498
2499         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2500                 prior, counters,
2501                 object, new.counters,
2502                 "__slab_free"));
2503
2504         if (likely(!n)) {
2505
2506                 /*
2507                  * If we just froze the page then put it onto the
2508                  * per cpu partial list.
2509                  */
2510                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2511                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2512                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2513                 }
2514                 /*
2515                  * The list lock was not taken therefore no list
2516                  * activity can be necessary.
2517                  */
2518                 if (was_frozen)
2519                         stat(s, FREE_FROZEN);
2520                 return;
2521         }
2522
2523         /*
2524          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2525          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2526          */
2527         if (was_frozen)
2528                 stat(s, FREE_FROZEN);
2529         else {
2530                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2531                         goto slab_empty;
2532
2533                 /*
2534                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2535                  * then add it.
2536                  */
2537                 if (unlikely(!prior)) {
2538                         remove_full(s, page);
2539                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2540                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2541                 }
2542         }
2543         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2544         return;
2545
2546 slab_empty:
2547         if (prior) {
2548                 /*
2549                  * Slab on the partial list.
2550                  */
2551                 remove_partial(n, page);
2552                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2553         } else
2554                 /* Slab must be on the full list */
2555                 remove_full(s, page);
2556
2557         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2558         stat(s, FREE_SLAB);
2559         discard_slab(s, page);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2564  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2565  *
2566  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2567  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2568  * the item before.
2569  *
2570  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2571  * with all sorts of special processing.
2572  */
2573 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2574                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2575 {
2576         void **object = (void *)x;
2577         struct kmem_cache_cpu *c;
2578         unsigned long tid;
2579
2580         slab_free_hook(s, x);
2581
2582 redo:
2583         /*
2584          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2585          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2586          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2587          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2588          */
2589         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2590
2591         tid = c->tid;
2592         barrier();
2593
2594         if (likely(page == c->page)) {
2595                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2596
2597                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2598                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2599                                 c->freelist, tid,
2600                                 object, next_tid(tid)))) {
2601
2602                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2603                         goto redo;
2604                 }
2605                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2606         } else
2607                 __slab_free(s, page, x, addr);
2608
2609 }
2610
2611 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2612 {
2613         struct page *page;
2614
2615         page = virt_to_head_page(x);
2616
2617         if (kmem_cache_debug(s) && page->slab != s) {
2618                 pr_err("kmem_cache_free: Wrong slab cache. %s but object"
2619                         " is from  %s\n", page->slab->name, s->name);
2620                 WARN_ON_ONCE(1);
2621                 return;
2622         }
2623
2624         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2625
2626         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2627 }
2628 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2629
2630 /*
2631  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2632  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2633  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2634  * another.
2635  *
2636  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2637  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2638  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2639  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2640  * locking overhead.
2641  */
2642
2643 /*
2644  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2645  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2646  * and increases the number of allocations possible without having to
2647  * take the list_lock.
2648  */
2649 static int slub_min_order;
2650 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2651 static int slub_min_objects;
2652
2653 /*
2654  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2655  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2656  */
2657 static int slub_nomerge;
2658
2659 /*
2660  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2661  *
2662  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2663  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2664  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2665  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2666  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2667  * would be wasted.
2668  *
2669  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2670  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2671  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2672  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2673  *
2674  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2675  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2676  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2677  * of space in favor of a small page order.
2678  *
2679  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2680  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2681  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2682  * the smallest order which will fit the object.
2683  */
2684 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2685                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2686 {
2687         int order;
2688         int rem;
2689         int min_order = slub_min_order;
2690
2691         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2692                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2693
2694         for (order = max(min_order,
2695                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2696                         order <= max_order; order++) {
2697
2698                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2699
2700                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2701                         continue;
2702
2703                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2704
2705                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2706                         break;
2707
2708         }
2709
2710         return order;
2711 }
2712
2713 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2714 {
2715         int order;
2716         int min_objects;
2717         int fraction;
2718         int max_objects;
2719
2720         /*
2721          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2722          * works by first attempting to generate a layout with
2723          * the best configuration and backing off gradually.
2724          *
2725          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2726          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2727          */
2728         min_objects = slub_min_objects;
2729         if (!min_objects)
2730                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2731         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2732         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2733
2734         while (min_objects > 1) {
2735                 fraction = 16;
2736                 while (fraction >= 4) {
2737                         order = slab_order(size, min_objects,
2738                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2739                         if (order <= slub_max_order)
2740                                 return order;
2741                         fraction /= 2;
2742                 }
2743                 min_objects--;
2744         }
2745
2746         /*
2747          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2748          * lets see if we can place a single object there.
2749          */
2750         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2751         if (order <= slub_max_order)
2752                 return order;
2753
2754         /*
2755          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2756          */
2757         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2758         if (order < MAX_ORDER)
2759                 return order;
2760         return -ENOSYS;
2761 }
2762
2763 /*
2764  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2765  */
2766 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2767                 unsigned long align, unsigned long size)
2768 {
2769         /*
2770          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2771          * suggestion if the object is sufficiently large.
2772          *
2773          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2774          * alignment though. If that is greater then use it.
2775          */
2776         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2777                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2778                 while (size <= ralign / 2)
2779                         ralign /= 2;
2780                 align = max(align, ralign);
2781         }
2782
2783         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2784                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2785
2786         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2787 }
2788
2789 static void
2790 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2791 {
2792         n->nr_partial = 0;
2793         spin_lock_init(&n->list_lock);
2794         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2795 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2796         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2797         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2798         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2799 #endif
2800 }
2801
2802 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2803 {
2804         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2805                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2806
2807         /*
2808          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2809          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2810          */
2811         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2812                                      2 * sizeof(void *));
2813
2814         if (!s->cpu_slab)
2815                 return 0;
2816
2817         init_kmem_cache_cpus(s);
2818
2819         return 1;
2820 }
2821
2822 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2823
2824 /*
2825  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2826  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2827  * possible.
2828  *
2829  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2830  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2831  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2832  */
2833 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2834 {
2835         struct page *page;
2836         struct kmem_cache_node *n;
2837
2838         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2839
2840         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2841
2842         BUG_ON(!page);
2843         if (page_to_nid(page) != node) {
2844                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2845                                 "node %d\n", node);
2846                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2847                                 "in order to be able to continue\n");
2848         }
2849
2850         n = page->freelist;
2851         BUG_ON(!n);
2852         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2853         page->inuse = 1;
2854         page->frozen = 0;
2855         kmem_cache_node->node[node] = n;
2856 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2857         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2858         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2859 #endif
2860         init_kmem_cache_node(n);
2861         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2862
2863         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2864 }
2865
2866 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2867 {
2868         int node;
2869
2870         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2871                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2872
2873                 if (n)
2874                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2875
2876                 s->node[node] = NULL;
2877         }
2878 }
2879
2880 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2881 {
2882         int node;
2883
2884         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2885                 struct kmem_cache_node *n;
2886
2887                 if (slab_state == DOWN) {
2888                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2889                         continue;
2890                 }
2891                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2892                                                 GFP_KERNEL, node);
2893
2894                 if (!n) {
2895                         free_kmem_cache_nodes(s);
2896                         return 0;
2897                 }
2898
2899                 s->node[node] = n;
2900                 init_kmem_cache_node(n);
2901         }
2902         return 1;
2903 }
2904
2905 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2906 {
2907         if (min < MIN_PARTIAL)
2908                 min = MIN_PARTIAL;
2909         else if (min > MAX_PARTIAL)
2910                 min = MAX_PARTIAL;
2911         s->min_partial = min;
2912 }
2913
2914 /*
2915  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2916  * a slab object.
2917  */
2918 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2919 {
2920         unsigned long flags = s->flags;
2921         unsigned long size = s->object_size;
2922         unsigned long align = s->align;
2923         int order;
2924
2925         /*
2926          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2927          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2928          * the possible location of the free pointer.
2929          */
2930         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2931
2932 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2933         /*
2934          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2935          * the slab may touch the object after free or before allocation
2936          * then we should never poison the object itself.
2937          */
2938         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2939                         !s->ctor)
2940                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2941         else
2942                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2943
2944
2945         /*
2946          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2947          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2948          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2949          */
2950         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2951                 size += sizeof(void *);
2952 #endif
2953
2954         /*
2955          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2956          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2957          */
2958         s->inuse = size;
2959
2960         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2961                 s->ctor)) {
2962                 /*
2963                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2964                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2965                  * kmem_cache_free.
2966                  *
2967                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2968                  * destructor or are poisoning the objects.
2969                  */
2970                 s->offset = size;
2971                 size += sizeof(void *);
2972         }
2973
2974 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2975         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2976                 /*
2977                  * Need to store information about allocs and frees after
2978                  * the object.
2979                  */
2980                 size += 2 * sizeof(struct track);
2981
2982         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2983                 /*
2984                  * Add some empty padding so that we can catch
2985                  * overwrites from earlier objects rather than let
2986                  * tracking information or the free pointer be
2987                  * corrupted if a user writes before the start
2988                  * of the object.
2989                  */
2990                 size += sizeof(void *);
2991 #endif
2992
2993         /*
2994          * Determine the alignment based on various parameters that the
2995          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2996          * on bootup.
2997          */
2998         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2999         s->align = align;
3000
3001         /*
3002          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3003          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3004          * each object to conform to the alignment.
3005          */
3006         size = ALIGN(size, align);
3007         s->size = size;
3008         if (forced_order >= 0)
3009                 order = forced_order;
3010         else
3011                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3012
3013         if (order < 0)
3014                 return 0;
3015
3016         s->allocflags = 0;
3017         if (order)
3018                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3019
3020         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3021                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3022
3023         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3024                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3025
3026         /*
3027          * Determine the number of objects per slab
3028          */
3029         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3030         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3031         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3032                 s->max = s->oo;
3033
3034         return !!oo_objects(s->oo);
3035
3036 }
3037
3038 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3039                 const char *name, size_t size,
3040                 size_t align, unsigned long flags,
3041                 void (*ctor)(void *))
3042 {
3043         memset(s, 0, kmem_size);
3044         s->name = name;
3045         s->ctor = ctor;
3046         s->object_size = size;
3047         s->align = align;
3048         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3049         s->reserved = 0;
3050
3051         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3052                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3053
3054         if (!calculate_sizes(s, -1))
3055                 goto error;
3056         if (disable_higher_order_debug) {
3057                 /*
3058                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3059                  * order increased.
3060                  */
3061                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3062                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3063                         s->offset = 0;
3064                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3065                                 goto error;
3066                 }
3067         }
3068
3069 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3070     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3071         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3072                 /* Enable fast mode */
3073                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3074 #endif
3075
3076         /*
3077          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3078          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3079          */
3080         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3081
3082         /*
3083          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3084          * per cpu partial lists of a processor.
3085          *
3086          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3087          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3088          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3089          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3090          *
3091          * This setting also determines
3092          *
3093          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3094          *    per node list when we reach the limit.
3095          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3096          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3097          *    to keep some capacity around for frees.
3098          */
3099         if (kmem_cache_debug(s))
3100                 s->cpu_partial = 0;
3101         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3102                 s->cpu_partial = 2;
3103         else if (s->size >= 1024)
3104                 s->cpu_partial = 6;
3105         else if (s->size >= 256)
3106                 s->cpu_partial = 13;
3107         else
3108                 s->cpu_partial = 30;
3109
3110         s->refcount = 1;
3111 #ifdef CONFIG_NUMA
3112         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3113 #endif
3114         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3115                 goto error;
3116
3117         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3118                 return 1;
3119
3120         free_kmem_cache_nodes(s);
3121 error:
3122         if (flags & SLAB_PANIC)
3123                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3124                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3125                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3126                         s->offset, flags);
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Determine the size of a slab object
3132  */
3133 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3134 {
3135         return s->object_size;
3136 }
3137 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3138
3139 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3140                                                         const char *text)
3141 {
3142 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3143         void *addr = page_address(page);
3144         void *p;
3145         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3146                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3147         if (!map)
3148                 return;
3149         slab_err(s, page, text, s->name);
3150         slab_lock(page);
3151
3152         get_map(s, page, map);
3153         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3154
3155                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3156                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3157                                                         p, p - addr);
3158                         print_tracking(s, p);
3159                 }
3160         }
3161         slab_unlock(page);
3162         kfree(map);
3163 #endif
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3168  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3169  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3170  */
3171 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3172 {
3173         struct page *page, *h;
3174
3175         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3176                 if (!page->inuse) {
3177                         remove_partial(n, page);
3178                         discard_slab(s, page);
3179                 } else {
3180                         list_slab_objects(s, page,
3181                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3182                 }
3183         }
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Release all resources used by a slab cache.
3188  */
3189 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3190 {
3191         int node;
3192
3193         flush_all(s);
3194         /* Attempt to free all objects */
3195         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3196                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3197
3198                 free_partial(s, n);
3199                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3200                         return 1;
3201         }
3202         free_percpu(s->cpu_slab);
3203         free_kmem_cache_nodes(s);
3204         return 0;
3205 }
3206
3207 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3208 {
3209         return kmem_cache_close(s);
3210 }
3211
3212 void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3213 {
3214         sysfs_slab_remove(s);
3215 }
3216
3217 /********************************************************************
3218  *              Kmalloc subsystem
3219  *******************************************************************/
3220
3221 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3222 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3223
3224 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3225 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3226 #endif
3227
3228 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3229 {
3230         get_option(&str, &slub_min_order);
3231
3232         return 1;
3233 }
3234
3235 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3236
3237 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3238 {
3239         get_option(&str, &slub_max_order);
3240         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3241
3242         return 1;
3243 }
3244
3245 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3246
3247 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3248 {
3249         get_option(&str, &slub_min_objects);
3250
3251         return 1;
3252 }
3253
3254 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3255
3256 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3257 {
3258         slub_nomerge = 1;
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3263
3264 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3265                                                 int size, unsigned int flags)
3266 {
3267         struct kmem_cache *s;
3268
3269         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3270
3271         /*
3272          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3273          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3274          */
3275         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3276                                                                 flags, NULL))
3277                 goto panic;
3278
3279         list_add(&s->list, &slab_caches);
3280         return s;
3281
3282 panic:
3283         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3284         return NULL;
3285 }
3286
3287 /*
3288  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3289  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3290  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3291  * fls.
3292  */
3293 static s8 size_index[24] = {
3294         3,      /* 8 */
3295         4,      /* 16 */
3296         5,      /* 24 */
3297         5,      /* 32 */
3298         6,      /* 40 */
3299         6,      /* 48 */
3300         6,      /* 56 */
3301         6,      /* 64 */
3302         1,      /* 72 */
3303         1,      /* 80 */
3304         1,      /* 88 */
3305         1,      /* 96 */
3306         7,      /* 104 */
3307         7,      /* 112 */
3308         7,      /* 120 */
3309         7,      /* 128 */
3310         2,      /* 136 */
3311         2,      /* 144 */
3312         2,      /* 152 */
3313         2,      /* 160 */
3314         2,      /* 168 */
3315         2,      /* 176 */
3316         2,      /* 184 */
3317         2       /* 192 */
3318 };
3319
3320 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3321 {
3322         return (bytes - 1) / 8;
3323 }
3324
3325 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3326 {
3327         int index;
3328
3329         if (size <= 192) {
3330                 if (!size)
3331                         return ZERO_SIZE_PTR;
3332
3333                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3334         } else
3335                 index = fls(size - 1);
3336
3337 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3338         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3339                 return kmalloc_dma_caches[index];
3340
3341 #endif
3342         return kmalloc_caches[index];
3343 }
3344
3345 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3346 {
3347         struct kmem_cache *s;
3348         void *ret;
3349
3350         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3351                 return kmalloc_large(size, flags);
3352
3353         s = get_slab(size, flags);
3354
3355         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3356                 return s;
3357
3358         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3359
3360         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3361
3362         return ret;
3363 }
3364 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3365
3366 #ifdef CONFIG_NUMA
3367 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3368 {
3369         struct page *page;
3370         void *ptr = NULL;
3371
3372         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3373         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3374         if (page)
3375                 ptr = page_address(page);
3376
3377         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3378         return ptr;
3379 }
3380
3381 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3382 {
3383         struct kmem_cache *s;
3384         void *ret;
3385
3386         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3387                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3388
3389                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3390                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3391                                    flags, node);
3392
3393                 return ret;
3394         }
3395
3396         s = get_slab(size, flags);
3397
3398         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3399                 return s;
3400
3401         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3402
3403         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3404
3405         return ret;
3406 }
3407 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3408 #endif
3409
3410 size_t ksize(const void *object)
3411 {
3412         struct page *page;
3413
3414         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3415                 return 0;
3416
3417         page = virt_to_head_page(object);
3418
3419         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3420                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3421                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3422         }
3423
3424         return slab_ksize(page->slab);
3425 }
3426 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3427
3428 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3429 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3430 {
3431         struct page *page;
3432         void *object = (void *)x;
3433         unsigned long flags;
3434         bool rv;
3435
3436         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3437                 return false;
3438
3439         local_irq_save(flags);
3440
3441         page = virt_to_head_page(x);
3442         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3443                 /* maybe it was from stack? */
3444                 rv = true;
3445                 goto out_unlock;
3446         }
3447
3448         slab_lock(page);
3449         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3450                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3451                 rv = false;
3452         } else {
3453                 rv = true;
3454         }
3455         slab_unlock(page);
3456
3457 out_unlock:
3458         local_irq_restore(flags);
3459         return rv;
3460 }
3461 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3462 #endif
3463
3464 void kfree(const void *x)
3465 {
3466         struct page *page;
3467         void *object = (void *)x;
3468
3469         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3470
3471         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3472                 return;
3473
3474         page = virt_to_head_page(x);
3475         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3476                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3477                 kmemleak_free(x);
3478                 __free_pages(page, compound_order(page));
3479                 return;
3480         }
3481         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3484
3485 /*
3486  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3487  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3488  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3489  * and thus they can be removed from the partial lists.
3490  *
3491  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3492  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3493  * are freed in them.
3494  */
3495 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3496 {
3497         int node;
3498         int i;
3499         struct kmem_cache_node *n;
3500         struct page *page;
3501         struct page *t;
3502         int objects = oo_objects(s->max);
3503         struct list_head *slabs_by_inuse =
3504                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3505         unsigned long flags;
3506
3507         if (!slabs_by_inuse)
3508                 return -ENOMEM;
3509
3510         flush_all(s);
3511         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3512                 n = get_node(s, node);
3513
3514                 if (!n->nr_partial)
3515                         continue;
3516
3517                 for (i = 0; i < objects; i++)
3518                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3519
3520                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3521
3522                 /*
3523                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3524                  *
3525                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3526                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3527                  */
3528                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3529                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3530                         if (!page->inuse)
3531                                 n->nr_partial--;
3532                 }
3533
3534                 /*
3535                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3536                  * first and the least used slabs at the end.
3537                  */
3538                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3539                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3540
3541                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3542
3543                 /* Release empty slabs */
3544                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3545                         discard_slab(s, page);
3546         }
3547
3548         kfree(slabs_by_inuse);
3549         return 0;
3550 }
3551 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3552
3553 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3554 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3555 {
3556         struct kmem_cache *s;
3557
3558         mutex_lock(&slab_mutex);
3559         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3560                 kmem_cache_shrink(s);
3561         mutex_unlock(&slab_mutex);
3562
3563         return 0;
3564 }
3565
3566 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3567 {
3568         struct kmem_cache_node *n;
3569         struct kmem_cache *s;
3570         struct memory_notify *marg = arg;
3571         int offline_node;
3572
3573         offline_node = marg->status_change_nid;
3574
3575         /*
3576          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3577          * for it yet.
3578          */
3579         if (offline_node < 0)
3580                 return;
3581
3582         mutex_lock(&slab_mutex);
3583         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3584                 n = get_node(s, offline_node);
3585                 if (n) {
3586                         /*
3587                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3588                          * that is going down. We were unable to free them,
3589                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3590                          * callback. So, we must fail.
3591                          */
3592                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3593
3594                         s->node[offline_node] = NULL;
3595                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3596                 }
3597         }
3598         mutex_unlock(&slab_mutex);
3599 }
3600
3601 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3602 {
3603         struct kmem_cache_node *n;
3604         struct kmem_cache *s;
3605         struct memory_notify *marg = arg;
3606         int nid = marg->status_change_nid;
3607         int ret = 0;
3608
3609         /*
3610          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3611          * already created. Nothing to do.
3612          */
3613         if (nid < 0)
3614                 return 0;
3615
3616         /*
3617          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3618          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3619          * online.
3620          */
3621         mutex_lock(&slab_mutex);
3622         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3623                 /*
3624                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3625                  *      since memory is not yet available from the node that
3626                  *      is brought up.
3627                  */
3628                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3629                 if (!n) {
3630                         ret = -ENOMEM;
3631                         goto out;
3632                 }
3633                 init_kmem_cache_node(n);
3634                 s->node[nid] = n;
3635         }
3636 out:
3637         mutex_unlock(&slab_mutex);
3638         return ret;
3639 }
3640
3641 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3642                                 unsigned long action, void *arg)
3643 {
3644         int ret = 0;
3645
3646         switch (action) {
3647         case MEM_GOING_ONLINE:
3648                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3649                 break;
3650         case MEM_GOING_OFFLINE:
3651                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3652                 break;
3653         case MEM_OFFLINE:
3654         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3655                 slab_mem_offline_callback(arg);
3656                 break;
3657         case MEM_ONLINE:
3658         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3659                 break;
3660         }
3661         if (ret)
3662                 ret = notifier_from_errno(ret);
3663         else
3664                 ret = NOTIFY_OK;
3665         return ret;
3666 }
3667
3668 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3669
3670 /********************************************************************
3671  *                      Basic setup of slabs
3672  *******************************************************************/
3673
3674 /*
3675  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3676  * the page allocator
3677  */
3678
3679 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3680 {
3681         int node;
3682
3683         list_add(&s->list, &slab_caches);
3684         s->refcount = -1;
3685
3686         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3687                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3688                 struct page *p;
3689
3690                 if (n) {
3691                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3692                                 p->slab = s;
3693
3694 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3695                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3696                                 p->slab = s;
3697 #endif
3698                 }
3699         }
3700 }
3701
3702 void __init kmem_cache_init(void)
3703 {
3704         int i;
3705         int caches = 0;
3706         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3707         int order;
3708         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3709         unsigned long kmalloc_size;
3710
3711         if (debug_guardpage_minorder())
3712                 slub_max_order = 0;
3713
3714         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3715                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3716
3717         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3718         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3719         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3720         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3721
3722         /*
3723          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3724          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3725          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3726          */
3727         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3728
3729         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3730                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3731                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3732
3733         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3734
3735         /* Able to allocate the per node structures */
3736         slab_state = PARTIAL;
3737
3738         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3739         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3740                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3741         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3742         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3743
3744         /*
3745          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3746          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3747          * update any list pointers.
3748          */
3749         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3750
3751         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3752         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3753
3754         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3755
3756         caches++;
3757         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3758         caches++;
3759         /* Free temporary boot structure */
3760         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3761
3762         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3763
3764         /*
3765          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3766          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3767          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3768          *
3769          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3770          * handle the index determination for the smaller caches.
3771          *
3772          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3773          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3774          */
3775         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3776                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3777
3778         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3779                 int elem = size_index_elem(i);
3780                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3781                         break;
3782                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3783         }
3784
3785         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3786                 /*
3787                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3788                  * is 64 byte.
3789                  */
3790                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3791                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3792         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3793                 /*
3794                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3795                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3796                  * instead.
3797                  */
3798                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3799                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3800         }
3801
3802         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3803         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3804                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3805                 caches++;
3806         }
3807
3808         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3809                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3810                 caches++;
3811         }
3812
3813         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3814                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3815                 caches++;
3816         }
3817
3818         slab_state = UP;
3819
3820         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3821         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3822                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3823                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3824         }
3825
3826         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3827                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3828                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3829         }
3830
3831         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3832                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3833
3834                 BUG_ON(!s);
3835                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3836         }
3837
3838 #ifdef CONFIG_SMP
3839         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3840 #endif
3841
3842 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3843         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3844                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3845
3846                 if (s && s->size) {
3847                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3848                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3849
3850                         BUG_ON(!name);
3851                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3852                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3853                 }
3854         }
3855 #endif
3856         printk(KERN_INFO
3857                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3858                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3859                 caches, cache_line_size(),
3860                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3861                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3862 }
3863
3864 void __init kmem_cache_init_late(void)
3865 {
3866 }
3867
3868 /*
3869  * Find a mergeable slab cache
3870  */
3871 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3872 {
3873         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3874                 return 1;
3875
3876         if (s->ctor)
3877                 return 1;
3878
3879         /*
3880          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3881          */
3882         if (s->refcount < 0)
3883                 return 1;
3884
3885         return 0;
3886 }
3887
3888 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3889                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3890                 void (*ctor)(void *))
3891 {
3892         struct kmem_cache *s;
3893
3894         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3895                 return NULL;
3896
3897         if (ctor)
3898                 return NULL;
3899
3900         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3901         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3902         size = ALIGN(size, align);
3903         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3904
3905         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3906                 if (slab_unmergeable(s))
3907                         continue;
3908
3909                 if (size > s->size)
3910                         continue;
3911
3912                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3913                                 continue;
3914                 /*
3915                  * Check if alignment is compatible.
3916                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3917                  */
3918                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3919                         continue;
3920
3921                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3922                         continue;
3923
3924                 return s;
3925         }
3926         return NULL;
3927 }
3928
3929 struct kmem_cache *__kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3930                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3931 {
3932         struct kmem_cache *s;
3933         char *n;
3934
3935         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3936         if (s) {
3937                 s->refcount++;
3938                 /*
3939                  * Adjust the object sizes so that we clear
3940                  * the complete object on kzalloc.
3941                  */
3942                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3943                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3944
3945                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3946                         s->refcount--;
3947                         return NULL;
3948                 }
3949                 return s;
3950         }
3951
3952         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3953         if (!n)
3954                 return NULL;
3955
3956         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
3957         if (s) {
3958                 if (kmem_cache_open(s, n,
3959                                 size, align, flags, ctor)) {
3960                         int r;
3961
3962                         mutex_unlock(&slab_mutex);
3963                         r = sysfs_slab_add(s);
3964                         mutex_lock(&slab_mutex);
3965
3966                         if (!r)
3967                                 return s;
3968
3969                         kmem_cache_close(s);
3970                 }
3971                 kmem_cache_free(kmem_cache, s);
3972         }
3973         kfree(n);
3974         return NULL;
3975 }
3976
3977 #ifdef CONFIG_SMP
3978 /*
3979  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3980  * necessary.
3981  */
3982 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3983                 unsigned long action, void *hcpu)
3984 {
3985         long cpu = (long)hcpu;
3986         struct kmem_cache *s;
3987         unsigned long flags;
3988
3989         switch (action) {
3990         case CPU_UP_CANCELED:
3991         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3992         case CPU_DEAD:
3993         case CPU_DEAD_FROZEN:
3994                 mutex_lock(&slab_mutex);
3995                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3996                         local_irq_save(flags);
3997                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3998                         local_irq_restore(flags);
3999                 }
4000                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4001                 break;
4002         default:
4003                 break;
4004         }
4005         return NOTIFY_OK;
4006 }
4007
4008 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4009         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4010 };
4011
4012 #endif
4013
4014 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4015 {
4016         struct kmem_cache *s;
4017         void *ret;
4018
4019         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4020                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4021
4022         s = get_slab(size, gfpflags);
4023
4024         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4025                 return s;
4026
4027         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4028
4029         /* Honor the call site pointer we received. */
4030         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4031
4032         return ret;
4033 }
4034
4035 #ifdef CONFIG_NUMA
4036 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4037                                         int node, unsigned long caller)
4038 {
4039         struct kmem_cache *s;
4040         void *ret;
4041
4042         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4043                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4044
4045                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4046                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4047                                    gfpflags, node);
4048
4049                 return ret;
4050         }
4051
4052         s = get_slab(size, gfpflags);
4053
4054         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4055                 return s;
4056
4057         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4058
4059         /* Honor the call site pointer we received. */
4060         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4061
4062         return ret;
4063 }
4064 #endif
4065
4066 #ifdef CONFIG_SYSFS
4067 static int count_inuse(struct page *page)
4068 {
4069         return page->inuse;
4070 }
4071
4072 static int count_total(struct page *page)
4073 {
4074         return page->objects;
4075 }
4076 #endif
4077
4078 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4079 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4080                                                 unsigned long *map)
4081 {
4082         void *p;
4083         void *addr = page_address(page);
4084
4085         if (!check_slab(s, page) ||
4086                         !on_freelist(s, page, NULL))
4087                 return 0;
4088
4089         /* Now we know that a valid freelist exists */
4090         bitmap_zero(map, page->objects);
4091
4092         get_map(s, page, map);
4093         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4094                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4095                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4096                                 return 0;
4097         }
4098
4099         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4100                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4101                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4102                                 return 0;
4103         return 1;
4104 }
4105
4106 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4107                                                 unsigned long *map)
4108 {
4109         slab_lock(page);
4110         validate_slab(s, page, map);
4111         slab_unlock(page);
4112 }
4113
4114 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4115                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4116 {
4117         unsigned long count = 0;
4118         struct page *page;
4119         unsigned long flags;
4120
4121         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4122
4123         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4124                 validate_slab_slab(s, page, map);
4125                 count++;
4126         }
4127         if (count != n->nr_partial)
4128                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4129                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4130
4131         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4132                 goto out;
4133
4134         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4135                 validate_slab_slab(s, page, map);
4136                 count++;
4137         }
4138         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4139                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4140                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4141                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4142
4143 out:
4144         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4145         return count;
4146 }
4147
4148 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4149 {
4150         int node;
4151         unsigned long count = 0;
4152         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4153                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4154
4155         if (!map)
4156                 return -ENOMEM;
4157
4158         flush_all(s);
4159         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4160                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4161
4162                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4163         }
4164         kfree(map);
4165         return count;
4166 }
4167 /*
4168  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4169  * and freed.
4170  */
4171
4172 struct location {
4173         unsigned long count;
4174         unsigned long addr;
4175         long long sum_time;
4176         long min_time;
4177         long max_time;
4178         long min_pid;
4179         long max_pid;
4180         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4181         nodemask_t nodes;
4182 };
4183
4184 struct loc_track {
4185         unsigned long max;
4186         unsigned long count;
4187         struct location *loc;
4188 };
4189
4190 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4191 {
4192         if (t->max)
4193                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4194                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4195 }
4196
4197 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4198 {
4199         struct location *l;
4200         int order;
4201
4202         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4203
4204         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4205         if (!l)
4206                 return 0;
4207
4208         if (t->count) {
4209                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4210                 free_loc_track(t);
4211         }
4212         t->max = max;
4213         t->loc = l;
4214         return 1;
4215 }
4216
4217 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4218                                 const struct track *track)
4219 {
4220         long start, end, pos;
4221         struct location *l;
4222         unsigned long caddr;
4223         unsigned long age = jiffies - track->when;
4224
4225         start = -1;
4226         end = t->count;
4227
4228         for ( ; ; ) {
4229                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4230
4231                 /*
4232                  * There is nothing at "end". If we end up there
4233                  * we need to add something to before end.
4234                  */
4235                 if (pos == end)
4236                         break;
4237
4238                 caddr = t->loc[pos].addr;
4239                 if (track->addr == caddr) {
4240
4241                         l = &t->loc[pos];
4242                         l->count++;
4243                         if (track->when) {
4244                                 l->sum_time += age;
4245                                 if (age < l->min_time)
4246                                         l->min_time = age;
4247                                 if (age > l->max_time)
4248                                         l->max_time = age;
4249
4250                                 if (track->pid < l->min_pid)
4251                                         l->min_pid = track->pid;
4252                                 if (track->pid > l->max_pid)
4253                                         l->max_pid = track->pid;
4254
4255                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4256                                                 to_cpumask(l->cpus));
4257                         }
4258                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4259                         return 1;
4260                 }
4261
4262                 if (track->addr < caddr)
4263                         end = pos;
4264                 else
4265                         start = pos;
4266         }
4267
4268         /*
4269          * Not found. Insert new tracking element.
4270          */
4271         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4272                 return 0;
4273
4274         l = t->loc + pos;
4275         if (pos < t->count)
4276                 memmove(l + 1, l,
4277                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4278         t->count++;
4279         l->count = 1;
4280         l->addr = track->addr;
4281         l->sum_time = age;
4282         l->min_time = age;
4283         l->max_time = age;
4284         l->min_pid = track->pid;
4285         l->max_pid = track->pid;
4286         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4287         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4288         nodes_clear(l->nodes);
4289         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4290         return 1;
4291 }
4292
4293 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4294                 struct page *page, enum track_item alloc,
4295                 unsigned long *map)
4296 {
4297         void *addr = page_address(page);
4298         void *p;
4299
4300         bitmap_zero(map, page->objects);
4301         get_map(s, page, map);
4302
4303         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4304                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4305                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4306 }
4307
4308 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4309                                         enum track_item alloc)
4310 {
4311         int len = 0;
4312         unsigned long i;
4313         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4314         int node;
4315         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4316                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4317
4318         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4319                                      GFP_TEMPORARY)) {
4320                 kfree(map);
4321                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4322         }
4323         /* Push back cpu slabs */
4324         flush_all(s);
4325
4326         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4327                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4328                 unsigned long flags;
4329                 struct page *page;
4330
4331                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4332                         continue;
4333
4334                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4335                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4336                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4337                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4338                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4339                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4340         }
4341
4342         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4343                 struct location *l = &t.loc[i];
4344
4345                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4346                         break;
4347                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4348
4349                 if (l->addr)
4350                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4351                 else
4352                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4353
4354                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4355                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4356                                 l->min_time,
4357                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4358                                 l->max_time);
4359                 } else
4360                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4361                                 l->min_time);
4362
4363                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4364                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4365                                 l->min_pid, l->max_pid);
4366                 else
4367                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4368                                 l->min_pid);
4369
4370                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4371                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4372                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4373                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4374                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4375                                                  to_cpumask(l->cpus));
4376                 }
4377
4378                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4379                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4380                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4381                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4382                                         l->nodes);
4383                 }
4384
4385                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4386         }
4387
4388         free_loc_track(&t);
4389         kfree(map);
4390         if (!t.count)
4391                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4392         return len;
4393 }
4394 #endif
4395
4396 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4397 static void resiliency_test(void)
4398 {
4399         u8 *p;
4400
4401         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4402
4403         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4404         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4405         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4406
4407         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4408         p[16] = 0x12;
4409         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4410                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4411
4412         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4413
4414         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4415         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4416         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4417         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4418                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4419         printk(KERN_ERR
4420                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4421
4422         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4423         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4424         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4425         *p = 0x56;
4426         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4427                                                                         p);
4428         printk(KERN_ERR
4429                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4430         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4431
4432         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4433         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4434         kfree(p);
4435         *p = 0x78;
4436         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4437         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4438
4439         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4440         kfree(p);
4441         p[50] = 0x9a;
4442         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4443                         p);
4444         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4445
4446         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4447         kfree(p);
4448         p[512] = 0xab;
4449         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4450         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4451 }
4452 #else
4453 #ifdef CONFIG_SYSFS
4454 static void resiliency_test(void) {};
4455 #endif
4456 #endif
4457
4458 #ifdef CONFIG_SYSFS
4459 enum slab_stat_type {
4460         SL_ALL,                 /* All slabs */
4461         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4462         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4463         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4464         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4465 };
4466
4467 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4468 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4469 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4470 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4471 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4472
4473 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4474                             char *buf, unsigned long flags)
4475 {
4476         unsigned long total = 0;
4477         int node;
4478         int x;
4479         unsigned long *nodes;
4480         unsigned long *per_cpu;
4481
4482         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4483         if (!nodes)
4484                 return -ENOMEM;
4485         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4486
4487         if (flags & SO_CPU) {
4488                 int cpu;
4489
4490                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4491                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4492                         int node;
4493                         struct page *page;
4494
4495                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4496                         if (!page)
4497                                 continue;
4498
4499                         node = page_to_nid(page);
4500                         if (flags & SO_TOTAL)
4501                                 x = page->objects;
4502                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4503                                 x = page->inuse;
4504                         else
4505                                 x = 1;
4506
4507                         total += x;
4508                         nodes[node] += x;
4509
4510                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4511                         if (page) {
4512                                 x = page->pobjects;
4513                                 total += x;
4514                                 nodes[node] += x;
4515                         }
4516
4517                         per_cpu[node]++;
4518                 }
4519         }
4520
4521         lock_memory_hotplug();
4522 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4523         if (flags & SO_ALL) {
4524                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4525                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4526
4527                 if (flags & SO_TOTAL)
4528                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4529                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4530                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4531                                 count_partial(n, count_free);
4532
4533                         else
4534                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4535                         total += x;
4536                         nodes[node] += x;
4537                 }
4538
4539         } else
4540 #endif
4541         if (flags & SO_PARTIAL) {
4542                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4543                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4544
4545                         if (flags & SO_TOTAL)
4546                                 x = count_partial(n, count_total);
4547                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4548                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4549                         else
4550                                 x = n->nr_partial;
4551                         total += x;
4552                         nodes[node] += x;
4553                 }
4554         }
4555         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4556 #ifdef CONFIG_NUMA
4557         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4558                 if (nodes[node])
4559                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4560                                         node, nodes[node]);
4561 #endif
4562         unlock_memory_hotplug();
4563         kfree(nodes);
4564         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4565 }
4566
4567 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4568 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4569 {
4570         int node;
4571
4572         for_each_online_node(node) {
4573                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4574
4575                 if (!n)
4576                         continue;
4577
4578                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4579                         return 1;
4580         }
4581         return 0;
4582 }
4583 #endif
4584
4585 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4586 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4587
4588 struct slab_attribute {
4589         struct attribute attr;
4590         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4591         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4592 };
4593
4594 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4595         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4596         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4597
4598 #define SLAB_ATTR(_name) \
4599         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4600         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4601
4602 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4603 {
4604         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4605 }
4606 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4607
4608 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4611 }
4612 SLAB_ATTR_RO(align);
4613
4614 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4615 {
4616         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4617 }
4618 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4619
4620 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4621 {
4622         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4623 }
4624 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4625
4626 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4627                                 const char *buf, size_t length)
4628 {
4629         unsigned long order;
4630         int err;
4631
4632         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4633         if (err)
4634                 return err;
4635
4636         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4637                 return -EINVAL;
4638
4639         calculate_sizes(s, order);
4640         return length;
4641 }
4642
4643 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4644 {
4645         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4646 }
4647 SLAB_ATTR(order);
4648
4649 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4650 {
4651         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4652 }
4653
4654 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4655                                  size_t length)
4656 {
4657         unsigned long min;
4658         int err;
4659
4660         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4661         if (err)
4662                 return err;
4663
4664         set_min_partial(s, min);
4665         return length;
4666 }
4667 SLAB_ATTR(min_partial);
4668
4669 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4670 {
4671         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4672 }
4673
4674 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4675                                  size_t length)
4676 {
4677         unsigned long objects;
4678         int err;
4679
4680         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4681         if (err)
4682                 return err;
4683         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4684                 return -EINVAL;
4685
4686         s->cpu_partial = objects;
4687         flush_all(s);
4688         return length;
4689 }
4690 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4691
4692 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4693 {
4694         if (!s->ctor)
4695                 return 0;
4696         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4697 }
4698 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4699
4700 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4701 {
4702         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4703 }
4704 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4705
4706 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4707 {
4708         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4709 }
4710 SLAB_ATTR_RO(partial);
4711
4712 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4713 {
4714         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4715 }
4716 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4717
4718 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4719 {
4720         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4721 }
4722 SLAB_ATTR_RO(objects);
4723
4724 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4725 {
4726         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4727 }
4728 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4729
4730 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4731 {
4732         int objects = 0;
4733         int pages = 0;
4734         int cpu;
4735         int len;
4736
4737         for_each_online_cpu(cpu) {
4738                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4739
4740                 if (page) {
4741                         pages += page->pages;
4742                         objects += page->pobjects;
4743                 }
4744         }
4745
4746         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4747
4748 #ifdef CONFIG_SMP
4749         for_each_online_cpu(cpu) {
4750                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4751
4752                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4753                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4754                                 page->pobjects, page->pages);
4755         }
4756 #endif
4757         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4758 }
4759 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4760
4761 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4764 }
4765
4766 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4767                                 const char *buf, size_t length)
4768 {
4769         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4770         if (buf[0] == '1')
4771                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4772         return length;
4773 }
4774 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4775
4776 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4777 {
4778         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4779 }
4780 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4781
4782 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4783 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4788 #endif
4789
4790 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4793 }
4794 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4795
4796 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4797 {
4798         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4799 }
4800 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4801
4802 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4803 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4804 {
4805         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4806 }
4807 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4808
4809 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4810 {
4811         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4812 }
4813 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4814
4815 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4816 {
4817         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4818 }
4819
4820 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4821                                 const char *buf, size_t length)
4822 {
4823         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4824         if (buf[0] == '1') {
4825                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4826                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4827         }
4828         return length;
4829 }
4830 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4831
4832 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4833 {
4834         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4835 }
4836
4837 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4838                                                         size_t length)
4839 {
4840         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4841         if (buf[0] == '1') {
4842                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4843                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4844         }
4845         return length;
4846 }
4847 SLAB_ATTR(trace);
4848
4849 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4850 {
4851         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4852 }
4853
4854 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4855                                 const char *buf, size_t length)
4856 {
4857         if (any_slab_objects(s))
4858                 return -EBUSY;
4859
4860         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4861         if (buf[0] == '1') {
4862                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4863                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4864         }
4865         calculate_sizes(s, -1);
4866         return length;
4867 }
4868 SLAB_ATTR(red_zone);
4869
4870 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4871 {
4872         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4873 }
4874
4875 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4876                                 const char *buf, size_t length)
4877 {
4878         if (any_slab_objects(s))
4879                 return -EBUSY;
4880
4881         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4882         if (buf[0] == '1') {
4883                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4884                 s->flags |= SLAB_POISON;
4885         }
4886         calculate_sizes(s, -1);
4887         return length;
4888 }
4889 SLAB_ATTR(poison);
4890
4891 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4892 {
4893         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4894 }
4895
4896 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4897                                 const char *buf, size_t length)
4898 {
4899         if (any_slab_objects(s))
4900                 return -EBUSY;
4901
4902         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4903         if (buf[0] == '1') {
4904                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4905                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4906         }
4907         calculate_sizes(s, -1);
4908         return length;
4909 }
4910 SLAB_ATTR(store_user);
4911
4912 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4913 {
4914         return 0;
4915 }
4916
4917 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4918                         const char *buf, size_t length)
4919 {
4920         int ret = -EINVAL;
4921
4922         if (buf[0] == '1') {
4923                 ret = validate_slab_cache(s);
4924                 if (ret >= 0)
4925                         ret = length;
4926         }
4927         return ret;
4928 }
4929 SLAB_ATTR(validate);
4930
4931 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4932 {
4933         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4934                 return -ENOSYS;
4935         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4936 }
4937 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4938
4939 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4940 {
4941         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4942                 return -ENOSYS;
4943         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4944 }
4945 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4946 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4947
4948 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4949 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4950 {
4951         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4952 }
4953
4954 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4955                                                         size_t length)
4956 {
4957         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4958         if (buf[0] == '1')
4959                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4960         return length;
4961 }
4962 SLAB_ATTR(failslab);
4963 #endif
4964
4965 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4966 {
4967         return 0;
4968 }
4969
4970 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4971                         const char *buf, size_t length)
4972 {
4973         if (buf[0] == '1') {
4974                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4975
4976                 if (rc)
4977                         return rc;
4978         } else
4979                 return -EINVAL;
4980         return length;
4981 }
4982 SLAB_ATTR(shrink);
4983
4984 #ifdef CONFIG_NUMA
4985 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4986 {
4987         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4988 }
4989
4990 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4991                                 const char *buf, size_t length)
4992 {
4993         unsigned long ratio;
4994         int err;
4995
4996         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4997         if (err)
4998                 return err;
4999
5000         if (ratio <= 100)
5001                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5002
5003         return length;
5004 }
5005 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5006 #endif
5007
5008 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5009 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5010 {
5011         unsigned long sum  = 0;
5012         int cpu;
5013         int len;
5014         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5015
5016         if (!data)
5017                 return -ENOMEM;
5018
5019         for_each_online_cpu(cpu) {
5020                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5021
5022                 data[cpu] = x;
5023                 sum += x;
5024         }
5025
5026         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5027
5028 #ifdef CONFIG_SMP
5029         for_each_online_cpu(cpu) {
5030                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5031                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5032         }
5033 #endif
5034         kfree(data);
5035         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5036 }
5037
5038 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5039 {
5040         int cpu;
5041
5042         for_each_online_cpu(cpu)
5043                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5044 }
5045
5046 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5047 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5048 {                                                               \
5049         return show_stat(s, buf, si);                           \
5050 }                                                               \
5051 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5052                                 const char *buf, size_t length) \
5053 {                                                               \
5054         if (buf[0] != '0')                                      \
5055                 return -EINVAL;                                 \
5056         clear_stat(s, si);                                      \
5057         return length;                                          \
5058 }                                                               \
5059 SLAB_ATTR(text);                                                \
5060
5061 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5062 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5063 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5064 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5065 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5066 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5067 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5068 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5069 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5070 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5071 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5072 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5073 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5074 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5075 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5076 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5077 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5078 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5079 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5080 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5081 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5082 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5083 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5084 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5085 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5086 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5087 #endif
5088
5089 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5090         &slab_size_attr.attr,
5091         &object_size_attr.attr,
5092         &objs_per_slab_attr.attr,
5093         &order_attr.attr,
5094         &min_partial_attr.attr,
5095         &cpu_partial_attr.attr,
5096         &objects_attr.attr,
5097         &objects_partial_attr.attr,
5098         &partial_attr.attr,
5099         &cpu_slabs_attr.attr,
5100         &ctor_attr.attr,
5101         &aliases_attr.attr,
5102         &align_attr.attr,
5103         &hwcache_align_attr.attr,
5104         &reclaim_account_attr.attr,
5105         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5106         &shrink_attr.attr,
5107         &reserved_attr.attr,
5108         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5109 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5110         &total_objects_attr.attr,
5111         &slabs_attr.attr,
5112         &sanity_checks_attr.attr,
5113         &trace_attr.attr,
5114         &red_zone_attr.attr,
5115         &poison_attr.attr,
5116         &store_user_attr.attr,
5117         &validate_attr.attr,
5118         &alloc_calls_attr.attr,
5119         &free_calls_attr.attr,
5120 #endif
5121 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5122         &cache_dma_attr.attr,
5123 #endif
5124 #ifdef CONFIG_NUMA
5125         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5126 #endif
5127 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5128         &alloc_fastpath_attr.attr,
5129         &alloc_slowpath_attr.attr,
5130         &free_fastpath_attr.attr,
5131         &free_slowpath_attr.attr,
5132         &free_frozen_attr.attr,
5133         &free_add_partial_attr.attr,
5134         &free_remove_partial_attr.attr,
5135         &alloc_from_partial_attr.attr,
5136         &alloc_slab_attr.attr,
5137         &alloc_refill_attr.attr,
5138         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5139         &free_slab_attr.attr,
5140         &cpuslab_flush_attr.attr,
5141         &deactivate_full_attr.attr,
5142         &deactivate_empty_attr.attr,
5143         &deactivate_to_head_attr.attr,
5144         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5145         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5146         &deactivate_bypass_attr.attr,
5147         &order_fallback_attr.attr,
5148         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5149         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5150         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5151         &cpu_partial_free_attr.attr,
5152         &cpu_partial_node_attr.attr,
5153         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5154 #endif
5155 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5156         &failslab_attr.attr,
5157 #endif
5158
5159         NULL
5160 };
5161
5162 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5163         .attrs = slab_attrs,
5164 };
5165
5166 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5167                                 struct attribute *attr,
5168                                 char *buf)
5169 {
5170         struct slab_attribute *attribute;
5171         struct kmem_cache *s;
5172         int err;
5173
5174         attribute = to_slab_attr(attr);
5175         s = to_slab(kobj);
5176
5177         if (!attribute->show)
5178                 return -EIO;
5179
5180         err = attribute->show(s, buf);
5181
5182         return err;
5183 }
5184
5185 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5186                                 struct attribute *attr,
5187                                 const char *buf, size_t len)
5188 {
5189         struct slab_attribute *attribute;
5190         struct kmem_cache *s;
5191         int err;
5192
5193         attribute = to_slab_attr(attr);
5194         s = to_slab(kobj);
5195
5196         if (!attribute->store)
5197                 return -EIO;
5198
5199         err = attribute->store(s, buf, len);
5200
5201         return err;
5202 }
5203
5204 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5205 {
5206         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5207
5208         kfree(s->name);
5209         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
5210 }
5211
5212 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5213         .show = slab_attr_show,
5214         .store = slab_attr_store,
5215 };
5216
5217 static struct kobj_type slab_ktype = {
5218         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5219         .release = kmem_cache_release
5220 };
5221
5222 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5223 {
5224         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5225
5226         if (ktype == &slab_ktype)
5227                 return 1;
5228         return 0;
5229 }
5230
5231 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5232         .filter = uevent_filter,
5233 };
5234
5235 static struct kset *slab_kset;
5236
5237 #define ID_STR_LENGTH 64
5238
5239 /* Create a unique string id for a slab cache:
5240  *
5241  * Format       :[flags-]size
5242  */
5243 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5244 {
5245         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5246         char *p = name;
5247
5248         BUG_ON(!name);
5249
5250         *p++ = ':';
5251         /*
5252          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5253          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5254          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5255          * are matched during merging to guarantee that the id is
5256          * unique.
5257          */
5258         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5259                 *p++ = 'd';
5260         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5261                 *p++ = 'a';
5262         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5263                 *p++ = 'F';
5264         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5265                 *p++ = 't';
5266         if (p != name + 1)
5267                 *p++ = '-';
5268         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5269         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5270         return name;
5271 }
5272
5273 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5274 {
5275         int err;
5276         const char *name;
5277         int unmergeable;
5278
5279         if (slab_state < FULL)
5280                 /* Defer until later */
5281                 return 0;
5282
5283         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5284         if (unmergeable) {
5285                 /*
5286                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5287                  * This is typically the case for debug situations. In that
5288                  * case we can catch duplicate names easily.
5289                  */
5290                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5291                 name = s->name;
5292         } else {
5293                 /*
5294                  * Create a unique name for the slab as a target
5295                  * for the symlinks.
5296                  */
5297                 name = create_unique_id(s);
5298         }
5299
5300         s->kobj.kset = slab_kset;
5301         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5302         if (err) {
5303                 kobject_put(&s->kobj);
5304                 return err;
5305         }
5306
5307         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5308         if (err) {
5309                 kobject_del(&s->kobj);
5310                 kobject_put(&s->kobj);
5311                 return err;
5312         }
5313         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5314         if (!unmergeable) {
5315                 /* Setup first alias */
5316                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5317                 kfree(name);
5318         }
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5323 {
5324         if (slab_state < FULL)
5325                 /*
5326                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5327                  * cache from sysfs.
5328                  */
5329                 return;
5330
5331         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5332         kobject_del(&s->kobj);
5333         kobject_put(&s->kobj);
5334 }
5335
5336 /*
5337  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5338  * available lest we lose that information.
5339  */
5340 struct saved_alias {
5341         struct kmem_cache *s;
5342         const char *name;
5343         struct saved_alias *next;
5344 };
5345
5346 static struct saved_alias *alias_list;
5347
5348 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5349 {
5350         struct saved_alias *al;
5351
5352         if (slab_state == FULL) {
5353                 /*
5354                  * If we have a leftover link then remove it.
5355                  */
5356                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5357                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5358         }
5359
5360         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5361         if (!al)
5362                 return -ENOMEM;
5363
5364         al->s = s;
5365         al->name = name;
5366         al->next = alias_list;
5367         alias_list = al;
5368         return 0;
5369 }
5370
5371 static int __init slab_sysfs_init(void)
5372 {
5373         struct kmem_cache *s;
5374         int err;
5375
5376         mutex_lock(&slab_mutex);
5377
5378         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5379         if (!slab_kset) {
5380                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5381                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5382                 return -ENOSYS;
5383         }
5384
5385         slab_state = FULL;
5386
5387         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5388                 err = sysfs_slab_add(s);
5389                 if (err)
5390                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5391                                                 " to sysfs\n", s->name);
5392         }
5393
5394         while (alias_list) {
5395                 struct saved_alias *al = alias_list;
5396
5397                 alias_list = alias_list->next;
5398                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5399                 if (err)
5400                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5401                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5402                 kfree(al);
5403         }
5404
5405         mutex_unlock(&slab_mutex);
5406         resiliency_test();
5407         return 0;
5408 }
5409
5410 __initcall(slab_sysfs_init);
5411 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5412
5413 /*
5414  * The /proc/slabinfo ABI
5415  */
5416 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5417 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5418 {
5419         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5420         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5421                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5422         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5423         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5424         seq_putc(m, '\n');
5425 }
5426
5427 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5428 {
5429         loff_t n = *pos;
5430
5431         mutex_lock(&slab_mutex);
5432         if (!n)
5433                 print_slabinfo_header(m);
5434
5435         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5436 }
5437
5438 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5439 {
5440         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5441 }
5442
5443 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5444 {
5445         mutex_unlock(&slab_mutex);
5446 }
5447
5448 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5449 {
5450         unsigned long nr_partials = 0;
5451         unsigned long nr_slabs = 0;
5452         unsigned long nr_inuse = 0;
5453         unsigned long nr_objs = 0;
5454         unsigned long nr_free = 0;
5455         struct kmem_cache *s;
5456         int node;
5457
5458         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5459
5460         for_each_online_node(node) {
5461                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5462
5463                 if (!n)
5464                         continue;
5465
5466                 nr_partials += n->nr_partial;
5467                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5468                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5469                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5470         }
5471
5472         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5473
5474         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5475                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5476                    (1 << oo_order(s->oo)));
5477         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5478         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5479                    0UL);
5480         seq_putc(m, '\n');
5481         return 0;
5482 }
5483
5484 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5485         .start = s_start,
5486         .next = s_next,
5487         .stop = s_stop,
5488         .show = s_show,
5489 };
5490
5491 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5492 {
5493         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5494 }
5495
5496 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5497         .open           = slabinfo_open,
5498         .read           = seq_read,
5499         .llseek         = seq_lseek,
5500         .release        = seq_release,
5501 };
5502
5503 static int __init slab_proc_init(void)
5504 {
5505         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5506         return 0;
5507 }
5508 module_init(slab_proc_init);
5509 #endif /* CONFIG_SLABINFO */