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