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