slub: Zero initial memory segment for kmem_cache and kmem_cache_node
[linux-3.10.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/seq_file.h>
22 #include <linux/kmemcheck.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/stacktrace.h>
33 #include <linux/prefetch.h>
34
35 #include <trace/events/kmem.h>
36
37 #include "internal.h"
38
39 /*
40  * Lock order:
41  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
42  *   2. node->list_lock
43  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
44  *
45  *   slab_mutex
46  *
47  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
48  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
49  *
50  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
51  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
52  *   double word in the page struct. Meaning
53  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
54  *      B. page->counters       -> Counters of objects
55  *      C. page->frozen         -> frozen state
56  *
57  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
58  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
59  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
60  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
61  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
62  *
63  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
64  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
65  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
66  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
67  *   modified without taking the list lock).
68  *
69  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
70  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
71  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
72  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
73  *   the list lock.
74  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
75  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
76  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
77  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
78  *
79  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
80  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
81  *
82  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
83  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
84  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
85  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
86  * cannot scan all objects.
87  *
88  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
89  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
90  * fast frees and allocs.
91  *
92  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
93  *
94  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
95  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
96  *                      such as satisfying allocations for a specific
97  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
98  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
99  *                      list operations. It is up to the processor holding
100  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
101  *                      when the slab is no longer needed.
102  *
103  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
104  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
105  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
106  *                      freelist that allows lockless access to
107  *                      free objects in addition to the regular freelist
108  *                      that requires the slab lock.
109  *
110  * PageError            Slab requires special handling due to debug
111  *                      options set. This moves slab handling out of
112  *                      the fast path and disables lockless freelists.
113  */
114
115 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
116                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 /*
128  * Issues still to be resolved:
129  *
130  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
131  *
132  * - Variable sizing of the per node arrays
133  */
134
135 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
136 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
137
138 /* Enable to log cmpxchg failures */
139 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
140
141 /*
142  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
143  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
144  */
145 #define MIN_PARTIAL 5
146
147 /*
148  * Maximum number of desirable partial slabs.
149  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
150  * sort the partial list by the number of objects in the.
151  */
152 #define MAX_PARTIAL 10
153
154 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
155                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
159  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
160  * metadata.
161  */
162 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
169                 SLAB_FAILSLAB)
170
171 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
172                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
173
174 #define OO_SHIFT        16
175 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
176 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
177
178 /* Internal SLUB flags */
179 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
180 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
181
182 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
183
184 #ifdef CONFIG_SMP
185 static struct notifier_block slab_notifier;
186 #endif
187
188 /*
189  * Tracking user of a slab.
190  */
191 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
195         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
196 #endif
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SYSFS
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
214
215 #endif
216
217 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
218 {
219 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
220         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
221 #endif
222 }
223
224 /********************************************************************
225  *                      Core slab cache functions
226  *******************************************************************/
227
228 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
229 {
230         return s->node[node];
231 }
232
233 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
234 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
235                                 struct page *page, const void *object)
236 {
237         void *base;
238
239         if (!object)
240                 return 1;
241
242         base = page_address(page);
243         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
244                 (object - base) % s->size) {
245                 return 0;
246         }
247
248         return 1;
249 }
250
251 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
252 {
253         return *(void **)(object + s->offset);
254 }
255
256 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
257 {
258         prefetch(object + s->offset);
259 }
260
261 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
262 {
263         void *p;
264
265 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
266         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
267 #else
268         p = get_freepointer(s, object);
269 #endif
270         return p;
271 }
272
273 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
274 {
275         *(void **)(object + s->offset) = fp;
276 }
277
278 /* Loop over all objects in a slab */
279 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
280         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
281                         __p += (__s)->size)
282
283 /* Determine object index from a given position */
284 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
285 {
286         return (p - addr) / s->size;
287 }
288
289 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
290 {
291 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
292         /*
293          * Debugging requires use of the padding between object
294          * and whatever may come after it.
295          */
296         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
297                 return s->object_size;
298
299 #endif
300         /*
301          * If we have the need to store the freelist pointer
302          * back there or track user information then we can
303          * only use the space before that information.
304          */
305         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
306                 return s->inuse;
307         /*
308          * Else we can use all the padding etc for the allocation
309          */
310         return s->size;
311 }
312
313 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
314 {
315         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
316 }
317
318 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
319                 unsigned long size, int reserved)
320 {
321         struct kmem_cache_order_objects x = {
322                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
323         };
324
325         return x;
326 }
327
328 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
329 {
330         return x.x >> OO_SHIFT;
331 }
332
333 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x & OO_MASK;
336 }
337
338 /*
339  * Per slab locking using the pagelock
340  */
341 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
342 {
343         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
344 }
345
346 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
347 {
348         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
349 }
350
351 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
352 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
353                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
354                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
355                 const char *n)
356 {
357         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
358 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
359     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
360         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
361                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
362                         freelist_old, counters_old,
363                         freelist_new, counters_new))
364                 return 1;
365         } else
366 #endif
367         {
368                 slab_lock(page);
369                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
370                         page->freelist = freelist_new;
371                         page->counters = counters_new;
372                         slab_unlock(page);
373                         return 1;
374                 }
375                 slab_unlock(page);
376         }
377
378         cpu_relax();
379         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
380
381 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
382         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
383 #endif
384
385         return 0;
386 }
387
388 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
389                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
390                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
391                 const char *n)
392 {
393 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
394     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
395         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
396                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
397                         freelist_old, counters_old,
398                         freelist_new, counters_new))
399                 return 1;
400         } else
401 #endif
402         {
403                 unsigned long flags;
404
405                 local_irq_save(flags);
406                 slab_lock(page);
407                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
408                         page->freelist = freelist_new;
409                         page->counters = counters_new;
410                         slab_unlock(page);
411                         local_irq_restore(flags);
412                         return 1;
413                 }
414                 slab_unlock(page);
415                 local_irq_restore(flags);
416         }
417
418         cpu_relax();
419         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
420
421 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
422         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
423 #endif
424
425         return 0;
426 }
427
428 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
429 /*
430  * Determine a map of object in use on a page.
431  *
432  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
433  * not vanish from under us.
434  */
435 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
436 {
437         void *p;
438         void *addr = page_address(page);
439
440         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
441                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
442 }
443
444 /*
445  * Debug settings:
446  */
447 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
448 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
449 #else
450 static int slub_debug;
451 #endif
452
453 static char *slub_debug_slabs;
454 static int disable_higher_order_debug;
455
456 /*
457  * Object debugging
458  */
459 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
460 {
461         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
462                         length, 1);
463 }
464
465 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
466         enum track_item alloc)
467 {
468         struct track *p;
469
470         if (s->offset)
471                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
472         else
473                 p = object + s->inuse;
474
475         return p + alloc;
476 }
477
478 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
479                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
480 {
481         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
482
483         if (addr) {
484 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
485                 struct stack_trace trace;
486                 int i;
487
488                 trace.nr_entries = 0;
489                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
490                 trace.entries = p->addrs;
491                 trace.skip = 3;
492                 save_stack_trace(&trace);
493
494                 /* See rant in lockdep.c */
495                 if (trace.nr_entries != 0 &&
496                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
497                         trace.nr_entries--;
498
499                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
500                         p->addrs[i] = 0;
501 #endif
502                 p->addr = addr;
503                 p->cpu = smp_processor_id();
504                 p->pid = current->pid;
505                 p->when = jiffies;
506         } else
507                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
508 }
509
510 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
511 {
512         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
513                 return;
514
515         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
516         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
517 }
518
519 static void print_track(const char *s, struct track *t)
520 {
521         if (!t->addr)
522                 return;
523
524         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
525                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
526 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
527         {
528                 int i;
529                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
530                         if (t->addrs[i])
531                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
532                         else
533                                 break;
534         }
535 #endif
536 }
537
538 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
539 {
540         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
541                 return;
542
543         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
544         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
545 }
546
547 static void print_page_info(struct page *page)
548 {
549         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
550                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
551
552 }
553
554 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
555 {
556         va_list args;
557         char buf[100];
558
559         va_start(args, fmt);
560         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
561         va_end(args);
562         printk(KERN_ERR "========================================"
563                         "=====================================\n");
564         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
565         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
566                         "-------------------------------------\n\n");
567 }
568
569 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
570 {
571         va_list args;
572         char buf[100];
573
574         va_start(args, fmt);
575         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
576         va_end(args);
577         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
578 }
579
580 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
581 {
582         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
583         u8 *addr = page_address(page);
584
585         print_tracking(s, p);
586
587         print_page_info(page);
588
589         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
590                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
591
592         if (p > addr + 16)
593                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
594
595         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
596                                 PAGE_SIZE));
597         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
598                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
599                         s->inuse - s->object_size);
600
601         if (s->offset)
602                 off = s->offset + sizeof(void *);
603         else
604                 off = s->inuse;
605
606         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
607                 off += 2 * sizeof(struct track);
608
609         if (off != s->size)
610                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
611                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
612
613         dump_stack();
614 }
615
616 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
617                         u8 *object, char *reason)
618 {
619         slab_bug(s, "%s", reason);
620         print_trailer(s, page, object);
621 }
622
623 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
624 {
625         va_list args;
626         char buf[100];
627
628         va_start(args, fmt);
629         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
630         va_end(args);
631         slab_bug(s, "%s", buf);
632         print_page_info(page);
633         dump_stack();
634 }
635
636 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
637 {
638         u8 *p = object;
639
640         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
641                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
642                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
643         }
644
645         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
646                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
647 }
648
649 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
650                                                 void *from, void *to)
651 {
652         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
653         memset(from, data, to - from);
654 }
655
656 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
657                         u8 *object, char *what,
658                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
659 {
660         u8 *fault;
661         u8 *end;
662
663         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
664         if (!fault)
665                 return 1;
666
667         end = start + bytes;
668         while (end > fault && end[-1] == value)
669                 end--;
670
671         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
672         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
673                                         fault, end - 1, fault[0], value);
674         print_trailer(s, page, object);
675
676         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
677         return 0;
678 }
679
680 /*
681  * Object layout:
682  *
683  * object address
684  *      Bytes of the object to be managed.
685  *      If the freepointer may overlay the object then the free
686  *      pointer is the first word of the object.
687  *
688  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
689  *      0xa5 (POISON_END)
690  *
691  * object + s->object_size
692  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
693  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
694  *      object_size == inuse.
695  *
696  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
697  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
698  *
699  * object + s->inuse
700  *      Meta data starts here.
701  *
702  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
703  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
704  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
705  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
706  *              before the word boundary.
707  *
708  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
709  *
710  * object + s->size
711  *      Nothing is used beyond s->size.
712  *
713  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
714  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
715  * may be used with merged slabcaches.
716  */
717
718 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
719 {
720         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
721
722         if (s->offset)
723                 /* Freepointer is placed after the object. */
724                 off += sizeof(void *);
725
726         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
727                 /* We also have user information there */
728                 off += 2 * sizeof(struct track);
729
730         if (s->size == off)
731                 return 1;
732
733         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
734                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
735 }
736
737 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
738 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
739 {
740         u8 *start;
741         u8 *fault;
742         u8 *end;
743         int length;
744         int remainder;
745
746         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
747                 return 1;
748
749         start = page_address(page);
750         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
751         end = start + length;
752         remainder = length % s->size;
753         if (!remainder)
754                 return 1;
755
756         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
757         if (!fault)
758                 return 1;
759         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
760                 end--;
761
762         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
763         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
764
765         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
766         return 0;
767 }
768
769 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
770                                         void *object, u8 val)
771 {
772         u8 *p = object;
773         u8 *endobject = object + s->object_size;
774
775         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
776                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
777                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
778                         return 0;
779         } else {
780                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
781                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
782                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
783                 }
784         }
785
786         if (s->flags & SLAB_POISON) {
787                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
788                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
789                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
790                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
791                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
792                         return 0;
793                 /*
794                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
795                  */
796                 check_pad_bytes(s, page, p);
797         }
798
799         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
800                 /*
801                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
802                  * freepointer while object is allocated.
803                  */
804                 return 1;
805
806         /* Check free pointer validity */
807         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
808                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
809                 /*
810                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
811                  * of the free objects in this slab. May cause
812                  * another error because the object count is now wrong.
813                  */
814                 set_freepointer(s, p, NULL);
815                 return 0;
816         }
817         return 1;
818 }
819
820 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
821 {
822         int maxobj;
823
824         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
825
826         if (!PageSlab(page)) {
827                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
828                 return 0;
829         }
830
831         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
832         if (page->objects > maxobj) {
833                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
834                         s->name, page->objects, maxobj);
835                 return 0;
836         }
837         if (page->inuse > page->objects) {
838                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
839                         s->name, page->inuse, page->objects);
840                 return 0;
841         }
842         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
843         slab_pad_check(s, page);
844         return 1;
845 }
846
847 /*
848  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
849  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
850  */
851 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
852 {
853         int nr = 0;
854         void *fp;
855         void *object = NULL;
856         unsigned long max_objects;
857
858         fp = page->freelist;
859         while (fp && nr <= page->objects) {
860                 if (fp == search)
861                         return 1;
862                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
863                         if (object) {
864                                 object_err(s, page, object,
865                                         "Freechain corrupt");
866                                 set_freepointer(s, object, NULL);
867                                 break;
868                         } else {
869                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
870                                 page->freelist = NULL;
871                                 page->inuse = page->objects;
872                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
873                                 return 0;
874                         }
875                         break;
876                 }
877                 object = fp;
878                 fp = get_freepointer(s, object);
879                 nr++;
880         }
881
882         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
883         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
884                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
885
886         if (page->objects != max_objects) {
887                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
888                         "should be %d", page->objects, max_objects);
889                 page->objects = max_objects;
890                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
891         }
892         if (page->inuse != page->objects - nr) {
893                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
894                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
895                 page->inuse = page->objects - nr;
896                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
897         }
898         return search == NULL;
899 }
900
901 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
902                                                                 int alloc)
903 {
904         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
905                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
906                         s->name,
907                         alloc ? "alloc" : "free",
908                         object, page->inuse,
909                         page->freelist);
910
911                 if (!alloc)
912                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
913
914                 dump_stack();
915         }
916 }
917
918 /*
919  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
920  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
921  */
922 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
923 {
924         flags &= gfp_allowed_mask;
925         lockdep_trace_alloc(flags);
926         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
927
928         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
929 }
930
931 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
932 {
933         flags &= gfp_allowed_mask;
934         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
935         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
936 }
937
938 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
939 {
940         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
941
942         /*
943          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
944          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
945          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
946          */
947 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
948         {
949                 unsigned long flags;
950
951                 local_irq_save(flags);
952                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
953                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
954                 local_irq_restore(flags);
955         }
956 #endif
957         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
958                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
959 }
960
961 /*
962  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
963  *
964  * list_lock must be held.
965  */
966 static void add_full(struct kmem_cache *s,
967         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
968 {
969         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
970                 return;
971
972         list_add(&page->lru, &n->full);
973 }
974
975 /*
976  * list_lock must be held.
977  */
978 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
979 {
980         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
981                 return;
982
983         list_del(&page->lru);
984 }
985
986 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
987 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
988 {
989         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
990
991         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
992 }
993
994 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
995 {
996         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
997 }
998
999 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1000 {
1001         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1002
1003         /*
1004          * May be called early in order to allocate a slab for the
1005          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1006          * dilemma by deferring the increment of the count during
1007          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1008          */
1009         if (n) {
1010                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1011                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1012         }
1013 }
1014 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1015 {
1016         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1017
1018         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1019         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1020 }
1021
1022 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1023 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1024                                                                 void *object)
1025 {
1026         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1027                 return;
1028
1029         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1030         init_tracking(s, object);
1031 }
1032
1033 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1034                                         void *object, unsigned long addr)
1035 {
1036         if (!check_slab(s, page))
1037                 goto bad;
1038
1039         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1040                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1041                 goto bad;
1042         }
1043
1044         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1045                 goto bad;
1046
1047         /* Success perform special debug activities for allocs */
1048         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1049                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1050         trace(s, page, object, 1);
1051         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1052         return 1;
1053
1054 bad:
1055         if (PageSlab(page)) {
1056                 /*
1057                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1058                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1059                  * as used avoids touching the remaining objects.
1060                  */
1061                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1062                 page->inuse = page->objects;
1063                 page->freelist = NULL;
1064         }
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1069         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1070         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1071 {
1072         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1073
1074         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1075         slab_lock(page);
1076
1077         if (!check_slab(s, page))
1078                 goto fail;
1079
1080         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1081                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1082                 goto fail;
1083         }
1084
1085         if (on_freelist(s, page, object)) {
1086                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1087                 goto fail;
1088         }
1089
1090         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1091                 goto out;
1092
1093         if (unlikely(s != page->slab)) {
1094                 if (!PageSlab(page)) {
1095                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1096                                 "outside of slab", object);
1097                 } else if (!page->slab) {
1098                         printk(KERN_ERR
1099                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1100                                                 object);
1101                         dump_stack();
1102                 } else
1103                         object_err(s, page, object,
1104                                         "page slab pointer corrupt.");
1105                 goto fail;
1106         }
1107
1108         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1109                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1110         trace(s, page, object, 0);
1111         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1112 out:
1113         slab_unlock(page);
1114         /*
1115          * Keep node_lock to preserve integrity
1116          * until the object is actually freed
1117          */
1118         return n;
1119
1120 fail:
1121         slab_unlock(page);
1122         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1123         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1124         return NULL;
1125 }
1126
1127 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1128 {
1129         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1130         if (*str++ != '=' || !*str)
1131                 /*
1132                  * No options specified. Switch on full debugging.
1133                  */
1134                 goto out;
1135
1136         if (*str == ',')
1137                 /*
1138                  * No options but restriction on slabs. This means full
1139                  * debugging for slabs matching a pattern.
1140                  */
1141                 goto check_slabs;
1142
1143         if (tolower(*str) == 'o') {
1144                 /*
1145                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1146                  * would increase as a result.
1147                  */
1148                 disable_higher_order_debug = 1;
1149                 goto out;
1150         }
1151
1152         slub_debug = 0;
1153         if (*str == '-')
1154                 /*
1155                  * Switch off all debugging measures.
1156                  */
1157                 goto out;
1158
1159         /*
1160          * Determine which debug features should be switched on
1161          */
1162         for (; *str && *str != ','; str++) {
1163                 switch (tolower(*str)) {
1164                 case 'f':
1165                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1166                         break;
1167                 case 'z':
1168                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1169                         break;
1170                 case 'p':
1171                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1172                         break;
1173                 case 'u':
1174                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1175                         break;
1176                 case 't':
1177                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1178                         break;
1179                 case 'a':
1180                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1181                         break;
1182                 default:
1183                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1184                                 "unknown. skipped\n", *str);
1185                 }
1186         }
1187
1188 check_slabs:
1189         if (*str == ',')
1190                 slub_debug_slabs = str + 1;
1191 out:
1192         return 1;
1193 }
1194
1195 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1196
1197 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1198         unsigned long flags, const char *name,
1199         void (*ctor)(void *))
1200 {
1201         /*
1202          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1203          */
1204         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1205                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1206                 flags |= slub_debug;
1207
1208         return flags;
1209 }
1210 #else
1211 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1212                         struct page *page, void *object) {}
1213
1214 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1215         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1216
1217 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1218         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1219         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1220
1221 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1222                         { return 1; }
1223 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1224                         void *object, u8 val) { return 1; }
1225 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1226                                         struct page *page) {}
1227 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1228 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1229         unsigned long flags, const char *name,
1230         void (*ctor)(void *))
1231 {
1232         return flags;
1233 }
1234 #define slub_debug 0
1235
1236 #define disable_higher_order_debug 0
1237
1238 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1241                                                         { return 0; }
1242 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1245                                                         int objects) {}
1246
1247 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1248                                                         { return 0; }
1249
1250 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1251                 void *object) {}
1252
1253 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1254
1255 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1256
1257 /*
1258  * Slab allocation and freeing
1259  */
1260 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1261                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1262 {
1263         int order = oo_order(oo);
1264
1265         flags |= __GFP_NOTRACK;
1266
1267         if (node == NUMA_NO_NODE)
1268                 return alloc_pages(flags, order);
1269         else
1270                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1271 }
1272
1273 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1274 {
1275         struct page *page;
1276         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1277         gfp_t alloc_gfp;
1278
1279         flags &= gfp_allowed_mask;
1280
1281         if (flags & __GFP_WAIT)
1282                 local_irq_enable();
1283
1284         flags |= s->allocflags;
1285
1286         /*
1287          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1288          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1289          */
1290         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1291
1292         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1293         if (unlikely(!page)) {
1294                 oo = s->min;
1295                 /*
1296                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1297                  * Try a lower order alloc if possible
1298                  */
1299                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1300
1301                 if (page)
1302                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1303         }
1304
1305         if (kmemcheck_enabled && page
1306                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1307                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1308
1309                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1310
1311                 /*
1312                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1313                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1314                  */
1315                 if (s->ctor)
1316                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1317                 else
1318                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1319         }
1320
1321         if (flags & __GFP_WAIT)
1322                 local_irq_disable();
1323         if (!page)
1324                 return NULL;
1325
1326         page->objects = oo_objects(oo);
1327         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1328                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1329                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1330                 1 << oo_order(oo));
1331
1332         return page;
1333 }
1334
1335 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1336                                 void *object)
1337 {
1338         setup_object_debug(s, page, object);
1339         if (unlikely(s->ctor))
1340                 s->ctor(object);
1341 }
1342
1343 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1344 {
1345         struct page *page;
1346         void *start;
1347         void *last;
1348         void *p;
1349
1350         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1351
1352         page = allocate_slab(s,
1353                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1354         if (!page)
1355                 goto out;
1356
1357         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1358         page->slab = s;
1359         __SetPageSlab(page);
1360         if (page->pfmemalloc)
1361                 SetPageSlabPfmemalloc(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         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1406         __ClearPageSlab(page);
1407         reset_page_mapcount(page);
1408         if (current->reclaim_state)
1409                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1410         __free_pages(page, order);
1411 }
1412
1413 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1414         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1415
1416 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1417 {
1418         struct page *page;
1419
1420         if (need_reserve_slab_rcu)
1421                 page = virt_to_head_page(h);
1422         else
1423                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1424
1425         __free_slab(page->slab, page);
1426 }
1427
1428 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1429 {
1430         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1431                 struct rcu_head *head;
1432
1433                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1434                         int order = compound_order(page);
1435                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1436
1437                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1438                         head = page_address(page) + offset;
1439                 } else {
1440                         /*
1441                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1442                          */
1443                         head = (void *)&page->lru;
1444                 }
1445
1446                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1447         } else
1448                 __free_slab(s, page);
1449 }
1450
1451 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1452 {
1453         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1454         free_slab(s, page);
1455 }
1456
1457 /*
1458  * Management of partially allocated slabs.
1459  *
1460  * list_lock must be held.
1461  */
1462 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1463                                 struct page *page, int tail)
1464 {
1465         n->nr_partial++;
1466         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1467                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1468         else
1469                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1470 }
1471
1472 /*
1473  * list_lock must be held.
1474  */
1475 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1476                                         struct page *page)
1477 {
1478         list_del(&page->lru);
1479         n->nr_partial--;
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1484  * return the pointer to the freelist.
1485  *
1486  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1487  *
1488  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1489  */
1490 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1491                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1492                 int mode)
1493 {
1494         void *freelist;
1495         unsigned long counters;
1496         struct page new;
1497
1498         /*
1499          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1500          * The old freelist is the list of objects for the
1501          * per cpu allocation list.
1502          */
1503         freelist = page->freelist;
1504         counters = page->counters;
1505         new.counters = counters;
1506         if (mode) {
1507                 new.inuse = page->objects;
1508                 new.freelist = NULL;
1509         } else {
1510                 new.freelist = freelist;
1511         }
1512
1513         VM_BUG_ON(new.frozen);
1514         new.frozen = 1;
1515
1516         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1517                         freelist, counters,
1518                         new.freelist, new.counters,
1519                         "acquire_slab"))
1520                 return NULL;
1521
1522         remove_partial(n, page);
1523         WARN_ON(!freelist);
1524         return freelist;
1525 }
1526
1527 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1528
1529 /*
1530  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1531  */
1532 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1533                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1534 {
1535         struct page *page, *page2;
1536         void *object = NULL;
1537
1538         /*
1539          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1540          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1541          * partial slab and there is none available then get_partials()
1542          * will return NULL.
1543          */
1544         if (!n || !n->nr_partial)
1545                 return NULL;
1546
1547         spin_lock(&n->list_lock);
1548         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1549                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1550                 int available;
1551
1552                 if (!t)
1553                         break;
1554
1555                 if (!object) {
1556                         c->page = page;
1557                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1558                         object = t;
1559                         available =  page->objects - page->inuse;
1560                 } else {
1561                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1562                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1563                 }
1564                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1565                         break;
1566
1567         }
1568         spin_unlock(&n->list_lock);
1569         return object;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1574  */
1575 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1576                 struct kmem_cache_cpu *c)
1577 {
1578 #ifdef CONFIG_NUMA
1579         struct zonelist *zonelist;
1580         struct zoneref *z;
1581         struct zone *zone;
1582         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1583         void *object;
1584         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1585
1586         /*
1587          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1588          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1589          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1590          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1591          *
1592          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1593          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1594          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1595          * from other nodes and filled up.
1596          *
1597          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1598          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1599          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1600          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1601          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1602          * with available objects.
1603          */
1604         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1605                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1606                 return NULL;
1607
1608         do {
1609                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1610                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1611                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1612                         struct kmem_cache_node *n;
1613
1614                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1615
1616                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1617                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1618                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1619                                 if (object) {
1620                                         /*
1621                                          * Return the object even if
1622                                          * put_mems_allowed indicated that
1623                                          * the cpuset mems_allowed was
1624                                          * updated in parallel. It's a
1625                                          * harmless race between the alloc
1626                                          * and the cpuset update.
1627                                          */
1628                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1629                                         return object;
1630                                 }
1631                         }
1632                 }
1633         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1634 #endif
1635         return NULL;
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Get a partial page, lock it and return it.
1640  */
1641 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1642                 struct kmem_cache_cpu *c)
1643 {
1644         void *object;
1645         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1646
1647         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1648         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1649                 return object;
1650
1651         return get_any_partial(s, flags, c);
1652 }
1653
1654 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1655 /*
1656  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1657  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1658  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1659  */
1660 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1661 #else
1662 /*
1663  * No preemption supported therefore also no need to check for
1664  * different cpus.
1665  */
1666 #define TID_STEP 1
1667 #endif
1668
1669 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1670 {
1671         return tid + TID_STEP;
1672 }
1673
1674 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1675 {
1676         return tid % TID_STEP;
1677 }
1678
1679 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1680 {
1681         return tid / TID_STEP;
1682 }
1683
1684 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1685 {
1686         return cpu;
1687 }
1688
1689 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1690                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1691 {
1692 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1693         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1694
1695         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1696
1697 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1698         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1699                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1700                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1701         else
1702 #endif
1703         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1704                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1705                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1706         else
1707                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1708                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1709 #endif
1710         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1711 }
1712
1713 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1714 {
1715         int cpu;
1716
1717         for_each_possible_cpu(cpu)
1718                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1719 }
1720
1721 /*
1722  * Remove the cpu slab
1723  */
1724 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1725 {
1726         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1727         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1728         int lock = 0;
1729         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1730         void *nextfree;
1731         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1732         struct page new;
1733         struct page old;
1734
1735         if (page->freelist) {
1736                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1737                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1738         }
1739
1740         /*
1741          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1742          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1743          * last one.
1744          *
1745          * There is no need to take the list->lock because the page
1746          * is still frozen.
1747          */
1748         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1749                 void *prior;
1750                 unsigned long counters;
1751
1752                 do {
1753                         prior = page->freelist;
1754                         counters = page->counters;
1755                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1756                         new.counters = counters;
1757                         new.inuse--;
1758                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1759
1760                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1761                         prior, counters,
1762                         freelist, new.counters,
1763                         "drain percpu freelist"));
1764
1765                 freelist = nextfree;
1766         }
1767
1768         /*
1769          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1770          * list presence reflects the actual number of objects
1771          * during unfreeze.
1772          *
1773          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1774          * with the count. If there is a mismatch then the page
1775          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1776          *
1777          * Then we restart the process which may have to remove
1778          * the page from the list that we just put it on again
1779          * because the number of objects in the slab may have
1780          * changed.
1781          */
1782 redo:
1783
1784         old.freelist = page->freelist;
1785         old.counters = page->counters;
1786         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1787
1788         /* Determine target state of the slab */
1789         new.counters = old.counters;
1790         if (freelist) {
1791                 new.inuse--;
1792                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1793                 new.freelist = freelist;
1794         } else
1795                 new.freelist = old.freelist;
1796
1797         new.frozen = 0;
1798
1799         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1800                 m = M_FREE;
1801         else if (new.freelist) {
1802                 m = M_PARTIAL;
1803                 if (!lock) {
1804                         lock = 1;
1805                         /*
1806                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1807                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1808                          * is frozen
1809                          */
1810                         spin_lock(&n->list_lock);
1811                 }
1812         } else {
1813                 m = M_FULL;
1814                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1815                         lock = 1;
1816                         /*
1817                          * This also ensures that the scanning of full
1818                          * slabs from diagnostic functions will not see
1819                          * any frozen slabs.
1820                          */
1821                         spin_lock(&n->list_lock);
1822                 }
1823         }
1824
1825         if (l != m) {
1826
1827                 if (l == M_PARTIAL)
1828
1829                         remove_partial(n, page);
1830
1831                 else if (l == M_FULL)
1832
1833                         remove_full(s, page);
1834
1835                 if (m == M_PARTIAL) {
1836
1837                         add_partial(n, page, tail);
1838                         stat(s, tail);
1839
1840                 } else if (m == M_FULL) {
1841
1842                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1843                         add_full(s, n, page);
1844
1845                 }
1846         }
1847
1848         l = m;
1849         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1850                                 old.freelist, old.counters,
1851                                 new.freelist, new.counters,
1852                                 "unfreezing slab"))
1853                 goto redo;
1854
1855         if (lock)
1856                 spin_unlock(&n->list_lock);
1857
1858         if (m == M_FREE) {
1859                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1860                 discard_slab(s, page);
1861                 stat(s, FREE_SLAB);
1862         }
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1867  *
1868  * This function must be called with interrupt disabled.
1869  */
1870 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1871 {
1872         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1873         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1874         struct page *page, *discard_page = NULL;
1875
1876         while ((page = c->partial)) {
1877                 struct page new;
1878                 struct page old;
1879
1880                 c->partial = page->next;
1881
1882                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1883                 if (n != n2) {
1884                         if (n)
1885                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1886
1887                         n = n2;
1888                         spin_lock(&n->list_lock);
1889                 }
1890
1891                 do {
1892
1893                         old.freelist = page->freelist;
1894                         old.counters = page->counters;
1895                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1896
1897                         new.counters = old.counters;
1898                         new.freelist = old.freelist;
1899
1900                         new.frozen = 0;
1901
1902                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1903                                 old.freelist, old.counters,
1904                                 new.freelist, new.counters,
1905                                 "unfreezing slab"));
1906
1907                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1908                         page->next = discard_page;
1909                         discard_page = page;
1910                 } else {
1911                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1912                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1913                 }
1914         }
1915
1916         if (n)
1917                 spin_unlock(&n->list_lock);
1918
1919         while (discard_page) {
1920                 page = discard_page;
1921                 discard_page = discard_page->next;
1922
1923                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1924                 discard_slab(s, page);
1925                 stat(s, FREE_SLAB);
1926         }
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1931  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1932  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1933  * onto a random cpus partial slot.
1934  *
1935  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1936  * per node partial list.
1937  */
1938 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1939 {
1940         struct page *oldpage;
1941         int pages;
1942         int pobjects;
1943
1944         do {
1945                 pages = 0;
1946                 pobjects = 0;
1947                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1948
1949                 if (oldpage) {
1950                         pobjects = oldpage->pobjects;
1951                         pages = oldpage->pages;
1952                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1953                                 unsigned long flags;
1954                                 /*
1955                                  * partial array is full. Move the existing
1956                                  * set to the per node partial list.
1957                                  */
1958                                 local_irq_save(flags);
1959                                 unfreeze_partials(s);
1960                                 local_irq_restore(flags);
1961                                 oldpage = NULL;
1962                                 pobjects = 0;
1963                                 pages = 0;
1964                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1965                         }
1966                 }
1967
1968                 pages++;
1969                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1970
1971                 page->pages = pages;
1972                 page->pobjects = pobjects;
1973                 page->next = oldpage;
1974
1975         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1976         return pobjects;
1977 }
1978
1979 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1980 {
1981         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1982         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1983
1984         c->tid = next_tid(c->tid);
1985         c->page = NULL;
1986         c->freelist = NULL;
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Flush cpu slab.
1991  *
1992  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1993  */
1994 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1995 {
1996         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1997
1998         if (likely(c)) {
1999                 if (c->page)
2000                         flush_slab(s, c);
2001
2002                 unfreeze_partials(s);
2003         }
2004 }
2005
2006 static void flush_cpu_slab(void *d)
2007 {
2008         struct kmem_cache *s = d;
2009
2010         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2011 }
2012
2013 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2014 {
2015         struct kmem_cache *s = info;
2016         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2017
2018         return c->page || c->partial;
2019 }
2020
2021 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2022 {
2023         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2028  * locality expectations.
2029  */
2030 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2031 {
2032 #ifdef CONFIG_NUMA
2033         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2034                 return 0;
2035 #endif
2036         return 1;
2037 }
2038
2039 static int count_free(struct page *page)
2040 {
2041         return page->objects - page->inuse;
2042 }
2043
2044 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2045                                         int (*get_count)(struct page *))
2046 {
2047         unsigned long flags;
2048         unsigned long x = 0;
2049         struct page *page;
2050
2051         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2052         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2053                 x += get_count(page);
2054         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2055         return x;
2056 }
2057
2058 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2059 {
2060 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2061         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2062 #else
2063         return 0;
2064 #endif
2065 }
2066
2067 static noinline void
2068 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2069 {
2070         int node;
2071
2072         printk(KERN_WARNING
2073                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2074                 nid, gfpflags);
2075         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2076                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2077                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2078
2079         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2080                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2081                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2082
2083         for_each_online_node(node) {
2084                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2085                 unsigned long nr_slabs;
2086                 unsigned long nr_objs;
2087                 unsigned long nr_free;
2088
2089                 if (!n)
2090                         continue;
2091
2092                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2093                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2094                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2095
2096                 printk(KERN_WARNING
2097                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2098                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2099         }
2100 }
2101
2102 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2103                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2104 {
2105         void *freelist;
2106         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2107         struct page *page;
2108
2109         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2110
2111         if (freelist)
2112                 return freelist;
2113
2114         page = new_slab(s, flags, node);
2115         if (page) {
2116                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2117                 if (c->page)
2118                         flush_slab(s, c);
2119
2120                 /*
2121                  * No other reference to the page yet so we can
2122                  * muck around with it freely without cmpxchg
2123                  */
2124                 freelist = page->freelist;
2125                 page->freelist = NULL;
2126
2127                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2128                 c->page = page;
2129                 *pc = c;
2130         } else
2131                 freelist = NULL;
2132
2133         return freelist;
2134 }
2135
2136 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2137 {
2138         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2139                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2140
2141         return true;
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2146  * or deactivate the page.
2147  *
2148  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2149  *
2150  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2151  *
2152  * This function must be called with interrupt disabled.
2153  */
2154 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2155 {
2156         struct page new;
2157         unsigned long counters;
2158         void *freelist;
2159
2160         do {
2161                 freelist = page->freelist;
2162                 counters = page->counters;
2163
2164                 new.counters = counters;
2165                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2166
2167                 new.inuse = page->objects;
2168                 new.frozen = freelist != NULL;
2169
2170         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2171                 freelist, counters,
2172                 NULL, new.counters,
2173                 "get_freelist"));
2174
2175         return freelist;
2176 }
2177
2178 /*
2179  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2180  * debugging duties.
2181  *
2182  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2183  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2184  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2185  *
2186  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2187  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2188  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2189  *
2190  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2191  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2192  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2193  */
2194 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2195                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2196 {
2197         void *freelist;
2198         struct page *page;
2199         unsigned long flags;
2200
2201         local_irq_save(flags);
2202 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2203         /*
2204          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2205          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2206          * pointer.
2207          */
2208         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2209 #endif
2210
2211         page = c->page;
2212         if (!page)
2213                 goto new_slab;
2214 redo:
2215
2216         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2217                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2218                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2219                 c->page = NULL;
2220                 c->freelist = NULL;
2221                 goto new_slab;
2222         }
2223
2224         /*
2225          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2226          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2227          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2228          */
2229         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2230                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2231                 c->page = NULL;
2232                 c->freelist = NULL;
2233                 goto new_slab;
2234         }
2235
2236         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2237         freelist = c->freelist;
2238         if (freelist)
2239                 goto load_freelist;
2240
2241         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2242
2243         freelist = get_freelist(s, page);
2244
2245         if (!freelist) {
2246                 c->page = NULL;
2247                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2248                 goto new_slab;
2249         }
2250
2251         stat(s, ALLOC_REFILL);
2252
2253 load_freelist:
2254         /*
2255          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2256          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2257          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2258          */
2259         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2260         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2261         c->tid = next_tid(c->tid);
2262         local_irq_restore(flags);
2263         return freelist;
2264
2265 new_slab:
2266
2267         if (c->partial) {
2268                 page = c->page = c->partial;
2269                 c->partial = page->next;
2270                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2271                 c->freelist = NULL;
2272                 goto redo;
2273         }
2274
2275         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2276
2277         if (unlikely(!freelist)) {
2278                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2279                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2280
2281                 local_irq_restore(flags);
2282                 return NULL;
2283         }
2284
2285         page = c->page;
2286         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2287                 goto load_freelist;
2288
2289         /* Only entered in the debug case */
2290         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2291                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2292
2293         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2294         c->page = NULL;
2295         c->freelist = NULL;
2296         local_irq_restore(flags);
2297         return freelist;
2298 }
2299
2300 /*
2301  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2302  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2303  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2304  *
2305  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2306  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2307  *
2308  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2309  */
2310 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2311                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2312 {
2313         void **object;
2314         struct kmem_cache_cpu *c;
2315         struct page *page;
2316         unsigned long tid;
2317
2318         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2319                 return NULL;
2320
2321 redo:
2322
2323         /*
2324          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2325          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2326          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2327          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2328          */
2329         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2330
2331         /*
2332          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2333          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2334          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2335          * linked list in between.
2336          */
2337         tid = c->tid;
2338         barrier();
2339
2340         object = c->freelist;
2341         page = c->page;
2342         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2343                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2344
2345         else {
2346                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2347
2348                 /*
2349                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2350                  * operation and if we are on the right processor.
2351                  *
2352                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2353                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2354                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2355                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2356                  *
2357                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2358                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2359                  */
2360                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2361                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2362                                 object, tid,
2363                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2364
2365                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2366                         goto redo;
2367                 }
2368                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2369                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2370         }
2371
2372         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2373                 memset(object, 0, s->object_size);
2374
2375         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2376
2377         return object;
2378 }
2379
2380 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2381 {
2382         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2383
2384         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2385
2386         return ret;
2387 }
2388 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2389
2390 #ifdef CONFIG_TRACING
2391 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2392 {
2393         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2394         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2395         return ret;
2396 }
2397 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2398
2399 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2400 {
2401         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2402         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2403         return ret;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2406 #endif
2407
2408 #ifdef CONFIG_NUMA
2409 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2410 {
2411         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2412
2413         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2414                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2415
2416         return ret;
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2419
2420 #ifdef CONFIG_TRACING
2421 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2422                                     gfp_t gfpflags,
2423                                     int node, size_t size)
2424 {
2425         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2426
2427         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2428                            size, s->size, gfpflags, node);
2429         return ret;
2430 }
2431 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2432 #endif
2433 #endif
2434
2435 /*
2436  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2437  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2438  *
2439  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2440  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2441  * handling required then we can return immediately.
2442  */
2443 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2444                         void *x, unsigned long addr)
2445 {
2446         void *prior;
2447         void **object = (void *)x;
2448         int was_frozen;
2449         int inuse;
2450         struct page new;
2451         unsigned long counters;
2452         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2453         unsigned long uninitialized_var(flags);
2454
2455         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2456
2457         if (kmem_cache_debug(s) &&
2458                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2459                 return;
2460
2461         do {
2462                 prior = page->freelist;
2463                 counters = page->counters;
2464                 set_freepointer(s, object, prior);
2465                 new.counters = counters;
2466                 was_frozen = new.frozen;
2467                 new.inuse--;
2468                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2469
2470                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2471
2472                                 /*
2473                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2474                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2475                                  */
2476                                 new.frozen = 1;
2477
2478                         else { /* Needs to be taken off a list */
2479
2480                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2481                                 /*
2482                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2483                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2484                                  * drop the list_lock without any processing.
2485                                  *
2486                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2487                                  * other processors updating the list of slabs.
2488                                  */
2489                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2490
2491                         }
2492                 }
2493                 inuse = new.inuse;
2494
2495         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2496                 prior, counters,
2497                 object, new.counters,
2498                 "__slab_free"));
2499
2500         if (likely(!n)) {
2501
2502                 /*
2503                  * If we just froze the page then put it onto the
2504                  * per cpu partial list.
2505                  */
2506                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2507                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2508                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2509                 }
2510                 /*
2511                  * The list lock was not taken therefore no list
2512                  * activity can be necessary.
2513                  */
2514                 if (was_frozen)
2515                         stat(s, FREE_FROZEN);
2516                 return;
2517         }
2518
2519         /*
2520          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2521          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2522          */
2523         if (was_frozen)
2524                 stat(s, FREE_FROZEN);
2525         else {
2526                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2527                         goto slab_empty;
2528
2529                 /*
2530                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2531                  * then add it.
2532                  */
2533                 if (unlikely(!prior)) {
2534                         remove_full(s, page);
2535                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2536                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2537                 }
2538         }
2539         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2540         return;
2541
2542 slab_empty:
2543         if (prior) {
2544                 /*
2545                  * Slab on the partial list.
2546                  */
2547                 remove_partial(n, page);
2548                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2549         } else
2550                 /* Slab must be on the full list */
2551                 remove_full(s, page);
2552
2553         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2554         stat(s, FREE_SLAB);
2555         discard_slab(s, page);
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2560  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2561  *
2562  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2563  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2564  * the item before.
2565  *
2566  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2567  * with all sorts of special processing.
2568  */
2569 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2570                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2571 {
2572         void **object = (void *)x;
2573         struct kmem_cache_cpu *c;
2574         unsigned long tid;
2575
2576         slab_free_hook(s, x);
2577
2578 redo:
2579         /*
2580          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2581          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2582          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2583          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2584          */
2585         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2586
2587         tid = c->tid;
2588         barrier();
2589
2590         if (likely(page == c->page)) {
2591                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2592
2593                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2594                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2595                                 c->freelist, tid,
2596                                 object, next_tid(tid)))) {
2597
2598                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2599                         goto redo;
2600                 }
2601                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2602         } else
2603                 __slab_free(s, page, x, addr);
2604
2605 }
2606
2607 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2608 {
2609         struct page *page;
2610
2611         page = virt_to_head_page(x);
2612
2613         if (kmem_cache_debug(s) && page->slab != s) {
2614                 pr_err("kmem_cache_free: Wrong slab cache. %s but object"
2615                         " is from  %s\n", page->slab->name, s->name);
2616                 WARN_ON_ONCE(1);
2617                 return;
2618         }
2619
2620         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2621
2622         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2625
2626 /*
2627  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2628  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2629  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2630  * another.
2631  *
2632  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2633  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2634  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2635  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2636  * locking overhead.
2637  */
2638
2639 /*
2640  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2641  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2642  * and increases the number of allocations possible without having to
2643  * take the list_lock.
2644  */
2645 static int slub_min_order;
2646 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2647 static int slub_min_objects;
2648
2649 /*
2650  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2651  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2652  */
2653 static int slub_nomerge;
2654
2655 /*
2656  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2657  *
2658  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2659  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2660  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2661  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2662  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2663  * would be wasted.
2664  *
2665  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2666  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2667  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2668  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2669  *
2670  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2671  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2672  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2673  * of space in favor of a small page order.
2674  *
2675  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2676  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2677  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2678  * the smallest order which will fit the object.
2679  */
2680 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2681                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2682 {
2683         int order;
2684         int rem;
2685         int min_order = slub_min_order;
2686
2687         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2688                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2689
2690         for (order = max(min_order,
2691                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2692                         order <= max_order; order++) {
2693
2694                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2695
2696                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2697                         continue;
2698
2699                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2700
2701                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2702                         break;
2703
2704         }
2705
2706         return order;
2707 }
2708
2709 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2710 {
2711         int order;
2712         int min_objects;
2713         int fraction;
2714         int max_objects;
2715
2716         /*
2717          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2718          * works by first attempting to generate a layout with
2719          * the best configuration and backing off gradually.
2720          *
2721          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2722          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2723          */
2724         min_objects = slub_min_objects;
2725         if (!min_objects)
2726                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2727         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2728         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2729
2730         while (min_objects > 1) {
2731                 fraction = 16;
2732                 while (fraction >= 4) {
2733                         order = slab_order(size, min_objects,
2734                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2735                         if (order <= slub_max_order)
2736                                 return order;
2737                         fraction /= 2;
2738                 }
2739                 min_objects--;
2740         }
2741
2742         /*
2743          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2744          * lets see if we can place a single object there.
2745          */
2746         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2747         if (order <= slub_max_order)
2748                 return order;
2749
2750         /*
2751          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2752          */
2753         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2754         if (order < MAX_ORDER)
2755                 return order;
2756         return -ENOSYS;
2757 }
2758
2759 /*
2760  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2761  */
2762 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2763                 unsigned long align, unsigned long size)
2764 {
2765         /*
2766          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2767          * suggestion if the object is sufficiently large.
2768          *
2769          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2770          * alignment though. If that is greater then use it.
2771          */
2772         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2773                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2774                 while (size <= ralign / 2)
2775                         ralign /= 2;
2776                 align = max(align, ralign);
2777         }
2778
2779         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2780                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2781
2782         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2783 }
2784
2785 static void
2786 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2787 {
2788         n->nr_partial = 0;
2789         spin_lock_init(&n->list_lock);
2790         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2791 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2792         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2793         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2794         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2795 #endif
2796 }
2797
2798 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2799 {
2800         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2801                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2802
2803         /*
2804          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2805          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2806          */
2807         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2808                                      2 * sizeof(void *));
2809
2810         if (!s->cpu_slab)
2811                 return 0;
2812
2813         init_kmem_cache_cpus(s);
2814
2815         return 1;
2816 }
2817
2818 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2819
2820 /*
2821  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2822  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2823  * possible.
2824  *
2825  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2826  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2827  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2828  */
2829 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2830 {
2831         struct page *page;
2832         struct kmem_cache_node *n;
2833
2834         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2835
2836         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2837
2838         BUG_ON(!page);
2839         if (page_to_nid(page) != node) {
2840                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2841                                 "node %d\n", node);
2842                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2843                                 "in order to be able to continue\n");
2844         }
2845
2846         n = page->freelist;
2847         BUG_ON(!n);
2848         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2849         page->inuse = 1;
2850         page->frozen = 0;
2851         kmem_cache_node->node[node] = n;
2852 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2853         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2854         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2855 #endif
2856         init_kmem_cache_node(n);
2857         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2858
2859         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2860 }
2861
2862 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2863 {
2864         int node;
2865
2866         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2867                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2868
2869                 if (n)
2870                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2871
2872                 s->node[node] = NULL;
2873         }
2874 }
2875
2876 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2877 {
2878         int node;
2879
2880         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2881                 struct kmem_cache_node *n;
2882
2883                 if (slab_state == DOWN) {
2884                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2885                         continue;
2886                 }
2887                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2888                                                 GFP_KERNEL, node);
2889
2890                 if (!n) {
2891                         free_kmem_cache_nodes(s);
2892                         return 0;
2893                 }
2894
2895                 s->node[node] = n;
2896                 init_kmem_cache_node(n);
2897         }
2898         return 1;
2899 }
2900
2901 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2902 {
2903         if (min < MIN_PARTIAL)
2904                 min = MIN_PARTIAL;
2905         else if (min > MAX_PARTIAL)
2906                 min = MAX_PARTIAL;
2907         s->min_partial = min;
2908 }
2909
2910 /*
2911  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2912  * a slab object.
2913  */
2914 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2915 {
2916         unsigned long flags = s->flags;
2917         unsigned long size = s->object_size;
2918         unsigned long align = s->align;
2919         int order;
2920
2921         /*
2922          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2923          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2924          * the possible location of the free pointer.
2925          */
2926         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2927
2928 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2929         /*
2930          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2931          * the slab may touch the object after free or before allocation
2932          * then we should never poison the object itself.
2933          */
2934         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2935                         !s->ctor)
2936                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2937         else
2938                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2939
2940
2941         /*
2942          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2943          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2944          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2945          */
2946         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2947                 size += sizeof(void *);
2948 #endif
2949
2950         /*
2951          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2952          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2953          */
2954         s->inuse = size;
2955
2956         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2957                 s->ctor)) {
2958                 /*
2959                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2960                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2961                  * kmem_cache_free.
2962                  *
2963                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2964                  * destructor or are poisoning the objects.
2965                  */
2966                 s->offset = size;
2967                 size += sizeof(void *);
2968         }
2969
2970 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2971         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2972                 /*
2973                  * Need to store information about allocs and frees after
2974                  * the object.
2975                  */
2976                 size += 2 * sizeof(struct track);
2977
2978         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2979                 /*
2980                  * Add some empty padding so that we can catch
2981                  * overwrites from earlier objects rather than let
2982                  * tracking information or the free pointer be
2983                  * corrupted if a user writes before the start
2984                  * of the object.
2985                  */
2986                 size += sizeof(void *);
2987 #endif
2988
2989         /*
2990          * Determine the alignment based on various parameters that the
2991          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2992          * on bootup.
2993          */
2994         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2995         s->align = align;
2996
2997         /*
2998          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2999          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3000          * each object to conform to the alignment.
3001          */
3002         size = ALIGN(size, align);
3003         s->size = size;
3004         if (forced_order >= 0)
3005                 order = forced_order;
3006         else
3007                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3008
3009         if (order < 0)
3010                 return 0;
3011
3012         s->allocflags = 0;
3013         if (order)
3014                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3015
3016         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3017                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3018
3019         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3020                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3021
3022         /*
3023          * Determine the number of objects per slab
3024          */
3025         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3026         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3027         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3028                 s->max = s->oo;
3029
3030         return !!oo_objects(s->oo);
3031
3032 }
3033
3034 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3035 {
3036         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3037         s->reserved = 0;
3038
3039         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3040                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3041
3042         if (!calculate_sizes(s, -1))
3043                 goto error;
3044         if (disable_higher_order_debug) {
3045                 /*
3046                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3047                  * order increased.
3048                  */
3049                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3050                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3051                         s->offset = 0;
3052                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3053                                 goto error;
3054                 }
3055         }
3056
3057 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3058     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3059         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3060                 /* Enable fast mode */
3061                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3062 #endif
3063
3064         /*
3065          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3066          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3067          */
3068         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3069
3070         /*
3071          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3072          * per cpu partial lists of a processor.
3073          *
3074          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3075          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3076          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3077          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3078          *
3079          * This setting also determines
3080          *
3081          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3082          *    per node list when we reach the limit.
3083          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3084          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3085          *    to keep some capacity around for frees.
3086          */
3087         if (kmem_cache_debug(s))
3088                 s->cpu_partial = 0;
3089         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3090                 s->cpu_partial = 2;
3091         else if (s->size >= 1024)
3092                 s->cpu_partial = 6;
3093         else if (s->size >= 256)
3094                 s->cpu_partial = 13;
3095         else
3096                 s->cpu_partial = 30;
3097
3098 #ifdef CONFIG_NUMA
3099         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3100 #endif
3101         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3102                 goto error;
3103
3104         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3105                 return 0;
3106
3107         free_kmem_cache_nodes(s);
3108 error:
3109         if (flags & SLAB_PANIC)
3110                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3111                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3112                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3113                         s->offset, flags);
3114         return -EINVAL;
3115 }
3116
3117 /*
3118  * Determine the size of a slab object
3119  */
3120 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3121 {
3122         return s->object_size;
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3125
3126 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3127                                                         const char *text)
3128 {
3129 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3130         void *addr = page_address(page);
3131         void *p;
3132         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3133                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3134         if (!map)
3135                 return;
3136         slab_err(s, page, text, s->name);
3137         slab_lock(page);
3138
3139         get_map(s, page, map);
3140         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3141
3142                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3143                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3144                                                         p, p - addr);
3145                         print_tracking(s, p);
3146                 }
3147         }
3148         slab_unlock(page);
3149         kfree(map);
3150 #endif
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3155  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3156  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3157  */
3158 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3159 {
3160         struct page *page, *h;
3161
3162         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3163                 if (!page->inuse) {
3164                         remove_partial(n, page);
3165                         discard_slab(s, page);
3166                 } else {
3167                         list_slab_objects(s, page,
3168                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3169                 }
3170         }
3171 }
3172
3173 /*
3174  * Release all resources used by a slab cache.
3175  */
3176 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3177 {
3178         int node;
3179
3180         flush_all(s);
3181         /* Attempt to free all objects */
3182         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3183                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3184
3185                 free_partial(s, n);
3186                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3187                         return 1;
3188         }
3189         free_percpu(s->cpu_slab);
3190         free_kmem_cache_nodes(s);
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3195 {
3196         int rc = kmem_cache_close(s);
3197
3198         if (!rc)
3199                 sysfs_slab_remove(s);
3200
3201         return rc;
3202 }
3203
3204 /********************************************************************
3205  *              Kmalloc subsystem
3206  *******************************************************************/
3207
3208 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3209 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3210
3211 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3212 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3213 #endif
3214
3215 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3216 {
3217         get_option(&str, &slub_min_order);
3218
3219         return 1;
3220 }
3221
3222 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3223
3224 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3225 {
3226         get_option(&str, &slub_max_order);
3227         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3228
3229         return 1;
3230 }
3231
3232 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3233
3234 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3235 {
3236         get_option(&str, &slub_min_objects);
3237
3238         return 1;
3239 }
3240
3241 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3242
3243 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3244 {
3245         slub_nomerge = 1;
3246         return 1;
3247 }
3248
3249 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3250
3251 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3252                                                 int size, unsigned int flags)
3253 {
3254         struct kmem_cache *s;
3255
3256         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3257
3258         s->name = name;
3259         s->size = s->object_size = size;
3260         s->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
3261
3262         /*
3263          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3264          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3265          */
3266         if (kmem_cache_open(s, flags))
3267                 goto panic;
3268
3269         list_add(&s->list, &slab_caches);
3270         return s;
3271
3272 panic:
3273         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3274         return NULL;
3275 }
3276
3277 /*
3278  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3279  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3280  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3281  * fls.
3282  */
3283 static s8 size_index[24] = {
3284         3,      /* 8 */
3285         4,      /* 16 */
3286         5,      /* 24 */
3287         5,      /* 32 */
3288         6,      /* 40 */
3289         6,      /* 48 */
3290         6,      /* 56 */
3291         6,      /* 64 */
3292         1,      /* 72 */
3293         1,      /* 80 */
3294         1,      /* 88 */
3295         1,      /* 96 */
3296         7,      /* 104 */
3297         7,      /* 112 */
3298         7,      /* 120 */
3299         7,      /* 128 */
3300         2,      /* 136 */
3301         2,      /* 144 */
3302         2,      /* 152 */
3303         2,      /* 160 */
3304         2,      /* 168 */
3305         2,      /* 176 */
3306         2,      /* 184 */
3307         2       /* 192 */
3308 };
3309
3310 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3311 {
3312         return (bytes - 1) / 8;
3313 }
3314
3315 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3316 {
3317         int index;
3318
3319         if (size <= 192) {
3320                 if (!size)
3321                         return ZERO_SIZE_PTR;
3322
3323                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3324         } else
3325                 index = fls(size - 1);
3326
3327 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3328         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3329                 return kmalloc_dma_caches[index];
3330
3331 #endif
3332         return kmalloc_caches[index];
3333 }
3334
3335 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3336 {
3337         struct kmem_cache *s;
3338         void *ret;
3339
3340         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3341                 return kmalloc_large(size, flags);
3342
3343         s = get_slab(size, flags);
3344
3345         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3346                 return s;
3347
3348         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3349
3350         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3351
3352         return ret;
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3355
3356 #ifdef CONFIG_NUMA
3357 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3358 {
3359         struct page *page;
3360         void *ptr = NULL;
3361
3362         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3363         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3364         if (page)
3365                 ptr = page_address(page);
3366
3367         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3368         return ptr;
3369 }
3370
3371 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3372 {
3373         struct kmem_cache *s;
3374         void *ret;
3375
3376         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3377                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3378
3379                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3380                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3381                                    flags, node);
3382
3383                 return ret;
3384         }
3385
3386         s = get_slab(size, flags);
3387
3388         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3389                 return s;
3390
3391         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3392
3393         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3394
3395         return ret;
3396 }
3397 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3398 #endif
3399
3400 size_t ksize(const void *object)
3401 {
3402         struct page *page;
3403
3404         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3405                 return 0;
3406
3407         page = virt_to_head_page(object);
3408
3409         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3410                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3411                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3412         }
3413
3414         return slab_ksize(page->slab);
3415 }
3416 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3417
3418 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3419 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3420 {
3421         struct page *page;
3422         void *object = (void *)x;
3423         unsigned long flags;
3424         bool rv;
3425
3426         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3427                 return false;
3428
3429         local_irq_save(flags);
3430
3431         page = virt_to_head_page(x);
3432         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3433                 /* maybe it was from stack? */
3434                 rv = true;
3435                 goto out_unlock;
3436         }
3437
3438         slab_lock(page);
3439         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3440                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3441                 rv = false;
3442         } else {
3443                 rv = true;
3444         }
3445         slab_unlock(page);
3446
3447 out_unlock:
3448         local_irq_restore(flags);
3449         return rv;
3450 }
3451 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3452 #endif
3453
3454 void kfree(const void *x)
3455 {
3456         struct page *page;
3457         void *object = (void *)x;
3458
3459         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3460
3461         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3462                 return;
3463
3464         page = virt_to_head_page(x);
3465         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3466                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3467                 kmemleak_free(x);
3468                 __free_pages(page, compound_order(page));
3469                 return;
3470         }
3471         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3472 }
3473 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3474
3475 /*
3476  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3477  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3478  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3479  * and thus they can be removed from the partial lists.
3480  *
3481  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3482  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3483  * are freed in them.
3484  */
3485 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3486 {
3487         int node;
3488         int i;
3489         struct kmem_cache_node *n;
3490         struct page *page;
3491         struct page *t;
3492         int objects = oo_objects(s->max);
3493         struct list_head *slabs_by_inuse =
3494                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3495         unsigned long flags;
3496
3497         if (!slabs_by_inuse)
3498                 return -ENOMEM;
3499
3500         flush_all(s);
3501         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3502                 n = get_node(s, node);
3503
3504                 if (!n->nr_partial)
3505                         continue;
3506
3507                 for (i = 0; i < objects; i++)
3508                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3509
3510                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3511
3512                 /*
3513                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3514                  *
3515                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3516                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3517                  */
3518                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3519                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3520                         if (!page->inuse)
3521                                 n->nr_partial--;
3522                 }
3523
3524                 /*
3525                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3526                  * first and the least used slabs at the end.
3527                  */
3528                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3529                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3530
3531                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3532
3533                 /* Release empty slabs */
3534                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3535                         discard_slab(s, page);
3536         }
3537
3538         kfree(slabs_by_inuse);
3539         return 0;
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3542
3543 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3544 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3545 {
3546         struct kmem_cache *s;
3547
3548         mutex_lock(&slab_mutex);
3549         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3550                 kmem_cache_shrink(s);
3551         mutex_unlock(&slab_mutex);
3552
3553         return 0;
3554 }
3555
3556 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3557 {
3558         struct kmem_cache_node *n;
3559         struct kmem_cache *s;
3560         struct memory_notify *marg = arg;
3561         int offline_node;
3562
3563         offline_node = marg->status_change_nid;
3564
3565         /*
3566          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3567          * for it yet.
3568          */
3569         if (offline_node < 0)
3570                 return;
3571
3572         mutex_lock(&slab_mutex);
3573         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3574                 n = get_node(s, offline_node);
3575                 if (n) {
3576                         /*
3577                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3578                          * that is going down. We were unable to free them,
3579                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3580                          * callback. So, we must fail.
3581                          */
3582                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3583
3584                         s->node[offline_node] = NULL;
3585                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3586                 }
3587         }
3588         mutex_unlock(&slab_mutex);
3589 }
3590
3591 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3592 {
3593         struct kmem_cache_node *n;
3594         struct kmem_cache *s;
3595         struct memory_notify *marg = arg;
3596         int nid = marg->status_change_nid;
3597         int ret = 0;
3598
3599         /*
3600          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3601          * already created. Nothing to do.
3602          */
3603         if (nid < 0)
3604                 return 0;
3605
3606         /*
3607          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3608          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3609          * online.
3610          */
3611         mutex_lock(&slab_mutex);
3612         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3613                 /*
3614                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3615                  *      since memory is not yet available from the node that
3616                  *      is brought up.
3617                  */
3618                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3619                 if (!n) {
3620                         ret = -ENOMEM;
3621                         goto out;
3622                 }
3623                 init_kmem_cache_node(n);
3624                 s->node[nid] = n;
3625         }
3626 out:
3627         mutex_unlock(&slab_mutex);
3628         return ret;
3629 }
3630
3631 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3632                                 unsigned long action, void *arg)
3633 {
3634         int ret = 0;
3635
3636         switch (action) {
3637         case MEM_GOING_ONLINE:
3638                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3639                 break;
3640         case MEM_GOING_OFFLINE:
3641                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3642                 break;
3643         case MEM_OFFLINE:
3644         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3645                 slab_mem_offline_callback(arg);
3646                 break;
3647         case MEM_ONLINE:
3648         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3649                 break;
3650         }
3651         if (ret)
3652                 ret = notifier_from_errno(ret);
3653         else
3654                 ret = NOTIFY_OK;
3655         return ret;
3656 }
3657
3658 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3659
3660 /********************************************************************
3661  *                      Basic setup of slabs
3662  *******************************************************************/
3663
3664 /*
3665  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3666  * the page allocator
3667  */
3668
3669 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3670 {
3671         int node;
3672
3673         list_add(&s->list, &slab_caches);
3674         s->refcount = -1;
3675
3676         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3677                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3678                 struct page *p;
3679
3680                 if (n) {
3681                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3682                                 p->slab = s;
3683
3684 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3685                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3686                                 p->slab = s;
3687 #endif
3688                 }
3689         }
3690 }
3691
3692 void __init kmem_cache_init(void)
3693 {
3694         int i;
3695         int caches = 0;
3696         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3697         int order;
3698         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3699         unsigned long kmalloc_size;
3700
3701         if (debug_guardpage_minorder())
3702                 slub_max_order = 0;
3703
3704         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3705                         nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3706
3707         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3708         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3709         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3710         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT | __GFP_ZERO, order);
3711
3712         /*
3713          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3714          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3715          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3716          */
3717         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3718
3719         kmem_cache_node->name = "kmem_cache_node";
3720         kmem_cache_node->size = kmem_cache_node->object_size =
3721                 sizeof(struct kmem_cache_node);
3722         kmem_cache_open(kmem_cache_node, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
3723
3724         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3725
3726         /* Able to allocate the per node structures */
3727         slab_state = PARTIAL;
3728
3729         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3730         kmem_cache->name = "kmem_cache";
3731         kmem_cache->size = kmem_cache->object_size = kmem_size;
3732         kmem_cache_open(kmem_cache, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
3733
3734         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3735         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3736
3737         /*
3738          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3739          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3740          * update any list pointers.
3741          */
3742         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3743
3744         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3745         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3746
3747         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3748
3749         caches++;
3750         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3751         caches++;
3752         /* Free temporary boot structure */
3753         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3754
3755         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3756
3757         /*
3758          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3759          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3760          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3761          *
3762          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3763          * handle the index determination for the smaller caches.
3764          *
3765          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3766          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3767          */
3768         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3769                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3770
3771         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3772                 int elem = size_index_elem(i);
3773                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3774                         break;
3775                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3776         }
3777
3778         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3779                 /*
3780                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3781                  * is 64 byte.
3782                  */
3783                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3784                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3785         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3786                 /*
3787                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3788                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3789                  * instead.
3790                  */
3791                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3792                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3793         }
3794
3795         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3796         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3797                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3798                 caches++;
3799         }
3800
3801         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3802                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3803                 caches++;
3804         }
3805
3806         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3807                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3808                 caches++;
3809         }
3810
3811         slab_state = UP;
3812
3813         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3814         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3815                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3816                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3817         }
3818
3819         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3820                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3821                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3822         }
3823
3824         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3825                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3826
3827                 BUG_ON(!s);
3828                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3829         }
3830
3831 #ifdef CONFIG_SMP
3832         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3833 #endif
3834
3835 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3836         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3837                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3838
3839                 if (s && s->size) {
3840                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3841                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3842
3843                         BUG_ON(!name);
3844                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3845                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3846                 }
3847         }
3848 #endif
3849         printk(KERN_INFO
3850                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3851                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3852                 caches, cache_line_size(),
3853                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3854                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3855 }
3856
3857 void __init kmem_cache_init_late(void)
3858 {
3859 }
3860
3861 /*
3862  * Find a mergeable slab cache
3863  */
3864 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3865 {
3866         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3867                 return 1;
3868
3869         if (s->ctor)
3870                 return 1;
3871
3872         /*
3873          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3874          */
3875         if (s->refcount < 0)
3876                 return 1;
3877
3878         return 0;
3879 }
3880
3881 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3882                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3883                 void (*ctor)(void *))
3884 {
3885         struct kmem_cache *s;
3886
3887         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3888                 return NULL;
3889
3890         if (ctor)
3891                 return NULL;
3892
3893         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3894         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3895         size = ALIGN(size, align);
3896         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3897
3898         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3899                 if (slab_unmergeable(s))
3900                         continue;
3901
3902                 if (size > s->size)
3903                         continue;
3904
3905                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3906                                 continue;
3907                 /*
3908                  * Check if alignment is compatible.
3909                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3910                  */
3911                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3912                         continue;
3913
3914                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3915                         continue;
3916
3917                 return s;
3918         }
3919         return NULL;
3920 }
3921
3922 struct kmem_cache *__kmem_cache_alias(const char *name, size_t size,
3923                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3924 {
3925         struct kmem_cache *s;
3926
3927         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3928         if (s) {
3929                 s->refcount++;
3930                 /*
3931                  * Adjust the object sizes so that we clear
3932                  * the complete object on kzalloc.
3933                  */
3934                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3935                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3936
3937                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3938                         s->refcount--;
3939                         s = NULL;
3940                 }
3941         }
3942
3943         return s;
3944 }
3945
3946 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3947 {
3948         int err;
3949
3950         err = kmem_cache_open(s, flags);
3951         if (err)
3952                 return err;
3953
3954         mutex_unlock(&slab_mutex);
3955         err = sysfs_slab_add(s);
3956         mutex_lock(&slab_mutex);
3957
3958         if (err)
3959                 kmem_cache_close(s);
3960
3961         return err;
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                 mutex_lock(&slab_mutex);
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                 mutex_unlock(&slab_mutex);
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 const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5192         .show = slab_attr_show,
5193         .store = slab_attr_store,
5194 };
5195
5196 static struct kobj_type slab_ktype = {
5197         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5198 };
5199
5200 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5201 {
5202         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5203
5204         if (ktype == &slab_ktype)
5205                 return 1;
5206         return 0;
5207 }
5208
5209 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5210         .filter = uevent_filter,
5211 };
5212
5213 static struct kset *slab_kset;
5214
5215 #define ID_STR_LENGTH 64
5216
5217 /* Create a unique string id for a slab cache:
5218  *
5219  * Format       :[flags-]size
5220  */
5221 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5222 {
5223         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5224         char *p = name;
5225
5226         BUG_ON(!name);
5227
5228         *p++ = ':';
5229         /*
5230          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5231          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5232          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5233          * are matched during merging to guarantee that the id is
5234          * unique.
5235          */
5236         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5237                 *p++ = 'd';
5238         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5239                 *p++ = 'a';
5240         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5241                 *p++ = 'F';
5242         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5243                 *p++ = 't';
5244         if (p != name + 1)
5245                 *p++ = '-';
5246         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5247         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5248         return name;
5249 }
5250
5251 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5252 {
5253         int err;
5254         const char *name;
5255         int unmergeable;
5256
5257         if (slab_state < FULL)
5258                 /* Defer until later */
5259                 return 0;
5260
5261         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5262         if (unmergeable) {
5263                 /*
5264                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5265                  * This is typically the case for debug situations. In that
5266                  * case we can catch duplicate names easily.
5267                  */
5268                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5269                 name = s->name;
5270         } else {
5271                 /*
5272                  * Create a unique name for the slab as a target
5273                  * for the symlinks.
5274                  */
5275                 name = create_unique_id(s);
5276         }
5277
5278         s->kobj.kset = slab_kset;
5279         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5280         if (err) {
5281                 kobject_put(&s->kobj);
5282                 return err;
5283         }
5284
5285         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5286         if (err) {
5287                 kobject_del(&s->kobj);
5288                 kobject_put(&s->kobj);
5289                 return err;
5290         }
5291         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5292         if (!unmergeable) {
5293                 /* Setup first alias */
5294                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5295                 kfree(name);
5296         }
5297         return 0;
5298 }
5299
5300 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5301 {
5302         if (slab_state < FULL)
5303                 /*
5304                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5305                  * cache from sysfs.
5306                  */
5307                 return;
5308
5309         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5310         kobject_del(&s->kobj);
5311         kobject_put(&s->kobj);
5312 }
5313
5314 /*
5315  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5316  * available lest we lose that information.
5317  */
5318 struct saved_alias {
5319         struct kmem_cache *s;
5320         const char *name;
5321         struct saved_alias *next;
5322 };
5323
5324 static struct saved_alias *alias_list;
5325
5326 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5327 {
5328         struct saved_alias *al;
5329
5330         if (slab_state == FULL) {
5331                 /*
5332                  * If we have a leftover link then remove it.
5333                  */
5334                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5335                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5336         }
5337
5338         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5339         if (!al)
5340                 return -ENOMEM;
5341
5342         al->s = s;
5343         al->name = name;
5344         al->next = alias_list;
5345         alias_list = al;
5346         return 0;
5347 }
5348
5349 static int __init slab_sysfs_init(void)
5350 {
5351         struct kmem_cache *s;
5352         int err;
5353
5354         mutex_lock(&slab_mutex);
5355
5356         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5357         if (!slab_kset) {
5358                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5359                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5360                 return -ENOSYS;
5361         }
5362
5363         slab_state = FULL;
5364
5365         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5366                 err = sysfs_slab_add(s);
5367                 if (err)
5368                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5369                                                 " to sysfs\n", s->name);
5370         }
5371
5372         while (alias_list) {
5373                 struct saved_alias *al = alias_list;
5374
5375                 alias_list = alias_list->next;
5376                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5377                 if (err)
5378                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5379                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5380                 kfree(al);
5381         }
5382
5383         mutex_unlock(&slab_mutex);
5384         resiliency_test();
5385         return 0;
5386 }
5387
5388 __initcall(slab_sysfs_init);
5389 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5390
5391 /*
5392  * The /proc/slabinfo ABI
5393  */
5394 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5395 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5396 {
5397         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5398         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5399                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5400         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5401         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5402         seq_putc(m, '\n');
5403 }
5404
5405 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5406 {
5407         loff_t n = *pos;
5408
5409         mutex_lock(&slab_mutex);
5410         if (!n)
5411                 print_slabinfo_header(m);
5412
5413         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5414 }
5415
5416 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5417 {
5418         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5419 }
5420
5421 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5422 {
5423         mutex_unlock(&slab_mutex);
5424 }
5425
5426 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5427 {
5428         unsigned long nr_partials = 0;
5429         unsigned long nr_slabs = 0;
5430         unsigned long nr_inuse = 0;
5431         unsigned long nr_objs = 0;
5432         unsigned long nr_free = 0;
5433         struct kmem_cache *s;
5434         int node;
5435
5436         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5437
5438         for_each_online_node(node) {
5439                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5440
5441                 if (!n)
5442                         continue;
5443
5444                 nr_partials += n->nr_partial;
5445                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5446                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5447                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5448         }
5449
5450         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5451
5452         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5453                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5454                    (1 << oo_order(s->oo)));
5455         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5456         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5457                    0UL);
5458         seq_putc(m, '\n');
5459         return 0;
5460 }
5461
5462 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5463         .start = s_start,
5464         .next = s_next,
5465         .stop = s_stop,
5466         .show = s_show,
5467 };
5468
5469 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5470 {
5471         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5472 }
5473
5474 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5475         .open           = slabinfo_open,
5476         .read           = seq_read,
5477         .llseek         = seq_lseek,
5478         .release        = seq_release,
5479 };
5480
5481 static int __init slab_proc_init(void)
5482 {
5483         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5484         return 0;
5485 }
5486 module_init(slab_proc_init);
5487 #endif /* CONFIG_SLABINFO */