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