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