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