sl[au]b: allocate objects from memcg cache
[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 #include <linux/memcontrol.h>
35
36 #include <trace/events/kmem.h>
37
38 #include "internal.h"
39
40 /*
41  * Lock order:
42  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
43  *   2. node->list_lock
44  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
45  *
46  *   slab_mutex
47  *
48  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
49  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
50  *
51  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
52  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
53  *   double word in the page struct. Meaning
54  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
55  *      B. page->counters       -> Counters of objects
56  *      C. page->frozen         -> frozen state
57  *
58  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
59  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
60  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
61  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
62  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
63  *
64  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
65  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
66  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
67  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
68  *   modified without taking the list lock).
69  *
70  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
71  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
72  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
73  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
74  *   the list lock.
75  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
76  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
77  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
78  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
79  *
80  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
81  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
82  *
83  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
84  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
85  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
86  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
87  * cannot scan all objects.
88  *
89  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
90  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
91  * fast frees and allocs.
92  *
93  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
94  *
95  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
96  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
97  *                      such as satisfying allocations for a specific
98  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
99  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
100  *                      list operations. It is up to the processor holding
101  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
102  *                      when the slab is no longer needed.
103  *
104  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
105  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
106  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
107  *                      freelist that allows lockless access to
108  *                      free objects in addition to the regular freelist
109  *                      that requires the slab lock.
110  *
111  * PageError            Slab requires special handling due to debug
112  *                      options set. This moves slab handling out of
113  *                      the fast path and disables lockless freelists.
114  */
115
116 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
117 {
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
120 #else
121         return 0;
122 #endif
123 }
124
125 /*
126  * Issues still to be resolved:
127  *
128  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
129  *
130  * - Variable sizing of the per node arrays
131  */
132
133 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
134 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
135
136 /* Enable to log cmpxchg failures */
137 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
138
139 /*
140  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
141  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
142  */
143 #define MIN_PARTIAL 5
144
145 /*
146  * Maximum number of desirable partial slabs.
147  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
148  * sort the partial list by the number of objects in the.
149  */
150 #define MAX_PARTIAL 10
151
152 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
153                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
157  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
158  * metadata.
159  */
160 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
161
162 /*
163  * Set of flags that will prevent slab merging
164  */
165 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
166                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
167                 SLAB_FAILSLAB)
168
169 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
170                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
171
172 #define OO_SHIFT        16
173 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
174 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
175
176 /* Internal SLUB flags */
177 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
178 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 /*
185  * Tracking user of a slab.
186  */
187 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
188 struct track {
189         unsigned long addr;     /* Called from address */
190 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
191         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
192 #endif
193         int cpu;                /* Was running on cpu */
194         int pid;                /* Pid context */
195         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
196 };
197
198 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
199
200 #ifdef CONFIG_SYSFS
201 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
202 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
203 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
204
205 #else
206 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
207 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
208                                                         { return 0; }
209 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
210
211 #endif
212
213 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
214 {
215 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
216         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
217 #endif
218 }
219
220 /********************************************************************
221  *                      Core slab cache functions
222  *******************************************************************/
223
224 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
225 {
226         return s->node[node];
227 }
228
229 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
230 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
231                                 struct page *page, const void *object)
232 {
233         void *base;
234
235         if (!object)
236                 return 1;
237
238         base = page_address(page);
239         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
240                 (object - base) % s->size) {
241                 return 0;
242         }
243
244         return 1;
245 }
246
247 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
248 {
249         return *(void **)(object + s->offset);
250 }
251
252 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
253 {
254         prefetch(object + s->offset);
255 }
256
257 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
258 {
259         void *p;
260
261 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
262         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
263 #else
264         p = get_freepointer(s, object);
265 #endif
266         return p;
267 }
268
269 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
270 {
271         *(void **)(object + s->offset) = fp;
272 }
273
274 /* Loop over all objects in a slab */
275 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
276         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
277                         __p += (__s)->size)
278
279 /* Determine object index from a given position */
280 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
281 {
282         return (p - addr) / s->size;
283 }
284
285 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
286 {
287 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
288         /*
289          * Debugging requires use of the padding between object
290          * and whatever may come after it.
291          */
292         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
293                 return s->object_size;
294
295 #endif
296         /*
297          * If we have the need to store the freelist pointer
298          * back there or track user information then we can
299          * only use the space before that information.
300          */
301         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
302                 return s->inuse;
303         /*
304          * Else we can use all the padding etc for the allocation
305          */
306         return s->size;
307 }
308
309 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
310 {
311         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
312 }
313
314 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
315                 unsigned long size, int reserved)
316 {
317         struct kmem_cache_order_objects x = {
318                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
319         };
320
321         return x;
322 }
323
324 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
325 {
326         return x.x >> OO_SHIFT;
327 }
328
329 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
330 {
331         return x.x & OO_MASK;
332 }
333
334 /*
335  * Per slab locking using the pagelock
336  */
337 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
338 {
339         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
340 }
341
342 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
343 {
344         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
345 }
346
347 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
348 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
349                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
350                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
351                 const char *n)
352 {
353         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
354 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
355     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
356         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
357                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
358                         freelist_old, counters_old,
359                         freelist_new, counters_new))
360                 return 1;
361         } else
362 #endif
363         {
364                 slab_lock(page);
365                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
366                         page->freelist = freelist_new;
367                         page->counters = counters_new;
368                         slab_unlock(page);
369                         return 1;
370                 }
371                 slab_unlock(page);
372         }
373
374         cpu_relax();
375         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
376
377 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
378         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
379 #endif
380
381         return 0;
382 }
383
384 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
385                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
386                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
387                 const char *n)
388 {
389 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
390     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
391         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
392                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
393                         freelist_old, counters_old,
394                         freelist_new, counters_new))
395                 return 1;
396         } else
397 #endif
398         {
399                 unsigned long flags;
400
401                 local_irq_save(flags);
402                 slab_lock(page);
403                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
404                         page->freelist = freelist_new;
405                         page->counters = counters_new;
406                         slab_unlock(page);
407                         local_irq_restore(flags);
408                         return 1;
409                 }
410                 slab_unlock(page);
411                 local_irq_restore(flags);
412         }
413
414         cpu_relax();
415         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
416
417 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
418         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
419 #endif
420
421         return 0;
422 }
423
424 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
425 /*
426  * Determine a map of object in use on a page.
427  *
428  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
429  * not vanish from under us.
430  */
431 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
432 {
433         void *p;
434         void *addr = page_address(page);
435
436         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
437                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
438 }
439
440 /*
441  * Debug settings:
442  */
443 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
444 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
445 #else
446 static int slub_debug;
447 #endif
448
449 static char *slub_debug_slabs;
450 static int disable_higher_order_debug;
451
452 /*
453  * Object debugging
454  */
455 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
456 {
457         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
458                         length, 1);
459 }
460
461 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
462         enum track_item alloc)
463 {
464         struct track *p;
465
466         if (s->offset)
467                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
468         else
469                 p = object + s->inuse;
470
471         return p + alloc;
472 }
473
474 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
475                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
476 {
477         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
478
479         if (addr) {
480 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
481                 struct stack_trace trace;
482                 int i;
483
484                 trace.nr_entries = 0;
485                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
486                 trace.entries = p->addrs;
487                 trace.skip = 3;
488                 save_stack_trace(&trace);
489
490                 /* See rant in lockdep.c */
491                 if (trace.nr_entries != 0 &&
492                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
493                         trace.nr_entries--;
494
495                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
496                         p->addrs[i] = 0;
497 #endif
498                 p->addr = addr;
499                 p->cpu = smp_processor_id();
500                 p->pid = current->pid;
501                 p->when = jiffies;
502         } else
503                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
504 }
505
506 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
507 {
508         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
509                 return;
510
511         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
512         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
513 }
514
515 static void print_track(const char *s, struct track *t)
516 {
517         if (!t->addr)
518                 return;
519
520         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
521                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
522 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
523         {
524                 int i;
525                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
526                         if (t->addrs[i])
527                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
528                         else
529                                 break;
530         }
531 #endif
532 }
533
534 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
535 {
536         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
537                 return;
538
539         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
540         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
541 }
542
543 static void print_page_info(struct page *page)
544 {
545         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
546                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
547
548 }
549
550 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
551 {
552         va_list args;
553         char buf[100];
554
555         va_start(args, fmt);
556         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
557         va_end(args);
558         printk(KERN_ERR "========================================"
559                         "=====================================\n");
560         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
561         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
562                         "-------------------------------------\n\n");
563
564         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
565 }
566
567 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
568 {
569         va_list args;
570         char buf[100];
571
572         va_start(args, fmt);
573         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
574         va_end(args);
575         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
576 }
577
578 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
579 {
580         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
581         u8 *addr = page_address(page);
582
583         print_tracking(s, p);
584
585         print_page_info(page);
586
587         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
588                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
589
590         if (p > addr + 16)
591                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
592
593         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
594                                 PAGE_SIZE));
595         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
596                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
597                         s->inuse - s->object_size);
598
599         if (s->offset)
600                 off = s->offset + sizeof(void *);
601         else
602                 off = s->inuse;
603
604         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
605                 off += 2 * sizeof(struct track);
606
607         if (off != s->size)
608                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
609                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
610
611         dump_stack();
612 }
613
614 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
615                         u8 *object, char *reason)
616 {
617         slab_bug(s, "%s", reason);
618         print_trailer(s, page, object);
619 }
620
621 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
622 {
623         va_list args;
624         char buf[100];
625
626         va_start(args, fmt);
627         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
628         va_end(args);
629         slab_bug(s, "%s", buf);
630         print_page_info(page);
631         dump_stack();
632 }
633
634 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
635 {
636         u8 *p = object;
637
638         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
639                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
640                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
641         }
642
643         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
644                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
645 }
646
647 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
648                                                 void *from, void *to)
649 {
650         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
651         memset(from, data, to - from);
652 }
653
654 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
655                         u8 *object, char *what,
656                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
657 {
658         u8 *fault;
659         u8 *end;
660
661         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
662         if (!fault)
663                 return 1;
664
665         end = start + bytes;
666         while (end > fault && end[-1] == value)
667                 end--;
668
669         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
670         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
671                                         fault, end - 1, fault[0], value);
672         print_trailer(s, page, object);
673
674         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
675         return 0;
676 }
677
678 /*
679  * Object layout:
680  *
681  * object address
682  *      Bytes of the object to be managed.
683  *      If the freepointer may overlay the object then the free
684  *      pointer is the first word of the object.
685  *
686  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
687  *      0xa5 (POISON_END)
688  *
689  * object + s->object_size
690  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
691  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
692  *      object_size == inuse.
693  *
694  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
695  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
696  *
697  * object + s->inuse
698  *      Meta data starts here.
699  *
700  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
701  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
702  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
703  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
704  *              before the word boundary.
705  *
706  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
707  *
708  * object + s->size
709  *      Nothing is used beyond s->size.
710  *
711  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
712  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
713  * may be used with merged slabcaches.
714  */
715
716 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
717 {
718         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
719
720         if (s->offset)
721                 /* Freepointer is placed after the object. */
722                 off += sizeof(void *);
723
724         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
725                 /* We also have user information there */
726                 off += 2 * sizeof(struct track);
727
728         if (s->size == off)
729                 return 1;
730
731         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
732                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
733 }
734
735 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
736 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
737 {
738         u8 *start;
739         u8 *fault;
740         u8 *end;
741         int length;
742         int remainder;
743
744         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
745                 return 1;
746
747         start = page_address(page);
748         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
749         end = start + length;
750         remainder = length % s->size;
751         if (!remainder)
752                 return 1;
753
754         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
755         if (!fault)
756                 return 1;
757         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
758                 end--;
759
760         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
761         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
762
763         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
764         return 0;
765 }
766
767 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
768                                         void *object, u8 val)
769 {
770         u8 *p = object;
771         u8 *endobject = object + s->object_size;
772
773         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
774                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
775                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
776                         return 0;
777         } else {
778                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
779                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
780                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
781                 }
782         }
783
784         if (s->flags & SLAB_POISON) {
785                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
786                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
787                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
788                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
789                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
790                         return 0;
791                 /*
792                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
793                  */
794                 check_pad_bytes(s, page, p);
795         }
796
797         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
798                 /*
799                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
800                  * freepointer while object is allocated.
801                  */
802                 return 1;
803
804         /* Check free pointer validity */
805         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
806                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
807                 /*
808                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
809                  * of the free objects in this slab. May cause
810                  * another error because the object count is now wrong.
811                  */
812                 set_freepointer(s, p, NULL);
813                 return 0;
814         }
815         return 1;
816 }
817
818 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
819 {
820         int maxobj;
821
822         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
823
824         if (!PageSlab(page)) {
825                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
826                 return 0;
827         }
828
829         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
830         if (page->objects > maxobj) {
831                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
832                         s->name, page->objects, maxobj);
833                 return 0;
834         }
835         if (page->inuse > page->objects) {
836                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
837                         s->name, page->inuse, page->objects);
838                 return 0;
839         }
840         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
841         slab_pad_check(s, page);
842         return 1;
843 }
844
845 /*
846  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
847  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
848  */
849 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
850 {
851         int nr = 0;
852         void *fp;
853         void *object = NULL;
854         unsigned long max_objects;
855
856         fp = page->freelist;
857         while (fp && nr <= page->objects) {
858                 if (fp == search)
859                         return 1;
860                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
861                         if (object) {
862                                 object_err(s, page, object,
863                                         "Freechain corrupt");
864                                 set_freepointer(s, object, NULL);
865                                 break;
866                         } else {
867                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
868                                 page->freelist = NULL;
869                                 page->inuse = page->objects;
870                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
871                                 return 0;
872                         }
873                         break;
874                 }
875                 object = fp;
876                 fp = get_freepointer(s, object);
877                 nr++;
878         }
879
880         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
881         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
882                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
883
884         if (page->objects != max_objects) {
885                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
886                         "should be %d", page->objects, max_objects);
887                 page->objects = max_objects;
888                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
889         }
890         if (page->inuse != page->objects - nr) {
891                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
892                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
893                 page->inuse = page->objects - nr;
894                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
895         }
896         return search == NULL;
897 }
898
899 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
900                                                                 int alloc)
901 {
902         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
903                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
904                         s->name,
905                         alloc ? "alloc" : "free",
906                         object, page->inuse,
907                         page->freelist);
908
909                 if (!alloc)
910                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
911
912                 dump_stack();
913         }
914 }
915
916 /*
917  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
918  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
919  */
920 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
921 {
922         flags &= gfp_allowed_mask;
923         lockdep_trace_alloc(flags);
924         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
925
926         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
927 }
928
929 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
930 {
931         flags &= gfp_allowed_mask;
932         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
933         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
934 }
935
936 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
937 {
938         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
939
940         /*
941          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
942          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
943          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
944          */
945 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
946         {
947                 unsigned long flags;
948
949                 local_irq_save(flags);
950                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
951                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
952                 local_irq_restore(flags);
953         }
954 #endif
955         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
956                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
957 }
958
959 /*
960  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
961  *
962  * list_lock must be held.
963  */
964 static void add_full(struct kmem_cache *s,
965         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
966 {
967         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
968                 return;
969
970         list_add(&page->lru, &n->full);
971 }
972
973 /*
974  * list_lock must be held.
975  */
976 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         list_del(&page->lru);
982 }
983
984 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
985 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
986 {
987         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
988
989         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
990 }
991
992 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
993 {
994         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
995 }
996
997 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
998 {
999         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1000
1001         /*
1002          * May be called early in order to allocate a slab for the
1003          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1004          * dilemma by deferring the increment of the count during
1005          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1006          */
1007         if (n) {
1008                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1009                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1010         }
1011 }
1012 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1013 {
1014         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1015
1016         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1017         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1018 }
1019
1020 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1021 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1022                                                                 void *object)
1023 {
1024         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1025                 return;
1026
1027         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1028         init_tracking(s, object);
1029 }
1030
1031 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1032                                         void *object, unsigned long addr)
1033 {
1034         if (!check_slab(s, page))
1035                 goto bad;
1036
1037         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1038                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1039                 goto bad;
1040         }
1041
1042         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1043                 goto bad;
1044
1045         /* Success perform special debug activities for allocs */
1046         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1047                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1048         trace(s, page, object, 1);
1049         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1050         return 1;
1051
1052 bad:
1053         if (PageSlab(page)) {
1054                 /*
1055                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1056                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1057                  * as used avoids touching the remaining objects.
1058                  */
1059                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1060                 page->inuse = page->objects;
1061                 page->freelist = NULL;
1062         }
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1067         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1068         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1069 {
1070         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1071
1072         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1073         slab_lock(page);
1074
1075         if (!check_slab(s, page))
1076                 goto fail;
1077
1078         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1079                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1080                 goto fail;
1081         }
1082
1083         if (on_freelist(s, page, object)) {
1084                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1085                 goto fail;
1086         }
1087
1088         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1089                 goto out;
1090
1091         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1092                 if (!PageSlab(page)) {
1093                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1094                                 "outside of slab", object);
1095                 } else if (!page->slab_cache) {
1096                         printk(KERN_ERR
1097                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1098                                                 object);
1099                         dump_stack();
1100                 } else
1101                         object_err(s, page, object,
1102                                         "page slab pointer corrupt.");
1103                 goto fail;
1104         }
1105
1106         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1107                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1108         trace(s, page, object, 0);
1109         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1110 out:
1111         slab_unlock(page);
1112         /*
1113          * Keep node_lock to preserve integrity
1114          * until the object is actually freed
1115          */
1116         return n;
1117
1118 fail:
1119         slab_unlock(page);
1120         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1121         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1122         return NULL;
1123 }
1124
1125 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1126 {
1127         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1128         if (*str++ != '=' || !*str)
1129                 /*
1130                  * No options specified. Switch on full debugging.
1131                  */
1132                 goto out;
1133
1134         if (*str == ',')
1135                 /*
1136                  * No options but restriction on slabs. This means full
1137                  * debugging for slabs matching a pattern.
1138                  */
1139                 goto check_slabs;
1140
1141         if (tolower(*str) == 'o') {
1142                 /*
1143                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1144                  * would increase as a result.
1145                  */
1146                 disable_higher_order_debug = 1;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         slub_debug = 0;
1151         if (*str == '-')
1152                 /*
1153                  * Switch off all debugging measures.
1154                  */
1155                 goto out;
1156
1157         /*
1158          * Determine which debug features should be switched on
1159          */
1160         for (; *str && *str != ','; str++) {
1161                 switch (tolower(*str)) {
1162                 case 'f':
1163                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1164                         break;
1165                 case 'z':
1166                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1167                         break;
1168                 case 'p':
1169                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1170                         break;
1171                 case 'u':
1172                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1173                         break;
1174                 case 't':
1175                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1176                         break;
1177                 case 'a':
1178                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1179                         break;
1180                 default:
1181                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1182                                 "unknown. skipped\n", *str);
1183                 }
1184         }
1185
1186 check_slabs:
1187         if (*str == ',')
1188                 slub_debug_slabs = str + 1;
1189 out:
1190         return 1;
1191 }
1192
1193 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1194
1195 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1196         unsigned long flags, const char *name,
1197         void (*ctor)(void *))
1198 {
1199         /*
1200          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1201          */
1202         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1203                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1204                 flags |= slub_debug;
1205
1206         return flags;
1207 }
1208 #else
1209 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1210                         struct page *page, void *object) {}
1211
1212 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1213         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1214
1215 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1216         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1217         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1218
1219 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1220                         { return 1; }
1221 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1222                         void *object, u8 val) { return 1; }
1223 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1224                                         struct page *page) {}
1225 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1226 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1227         unsigned long flags, const char *name,
1228         void (*ctor)(void *))
1229 {
1230         return flags;
1231 }
1232 #define slub_debug 0
1233
1234 #define disable_higher_order_debug 0
1235
1236 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1237                                                         { return 0; }
1238 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1239                                                         { return 0; }
1240 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1241                                                         int objects) {}
1242 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1243                                                         int objects) {}
1244
1245 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1246                                                         { return 0; }
1247
1248 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1249                 void *object) {}
1250
1251 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1252
1253 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1254
1255 /*
1256  * Slab allocation and freeing
1257  */
1258 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1259                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1260 {
1261         int order = oo_order(oo);
1262
1263         flags |= __GFP_NOTRACK;
1264
1265         if (node == NUMA_NO_NODE)
1266                 return alloc_pages(flags, order);
1267         else
1268                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1269 }
1270
1271 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1272 {
1273         struct page *page;
1274         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1275         gfp_t alloc_gfp;
1276
1277         flags &= gfp_allowed_mask;
1278
1279         if (flags & __GFP_WAIT)
1280                 local_irq_enable();
1281
1282         flags |= s->allocflags;
1283
1284         /*
1285          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1286          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1287          */
1288         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1289
1290         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1291         if (unlikely(!page)) {
1292                 oo = s->min;
1293                 /*
1294                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1295                  * Try a lower order alloc if possible
1296                  */
1297                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1298
1299                 if (page)
1300                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1301         }
1302
1303         if (kmemcheck_enabled && page
1304                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1305                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1306
1307                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1308
1309                 /*
1310                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1311                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1312                  */
1313                 if (s->ctor)
1314                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1315                 else
1316                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1317         }
1318
1319         if (flags & __GFP_WAIT)
1320                 local_irq_disable();
1321         if (!page)
1322                 return NULL;
1323
1324         page->objects = oo_objects(oo);
1325         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1326                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1327                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1328                 1 << oo_order(oo));
1329
1330         return page;
1331 }
1332
1333 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1334                                 void *object)
1335 {
1336         setup_object_debug(s, page, object);
1337         if (unlikely(s->ctor))
1338                 s->ctor(object);
1339 }
1340
1341 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1342 {
1343         struct page *page;
1344         void *start;
1345         void *last;
1346         void *p;
1347
1348         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1349
1350         page = allocate_slab(s,
1351                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1352         if (!page)
1353                 goto out;
1354
1355         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1356         page->slab_cache = s;
1357         __SetPageSlab(page);
1358         if (page->pfmemalloc)
1359                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1360
1361         start = page_address(page);
1362
1363         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1364                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1365
1366         last = start;
1367         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1368                 setup_object(s, page, last);
1369                 set_freepointer(s, last, p);
1370                 last = p;
1371         }
1372         setup_object(s, page, last);
1373         set_freepointer(s, last, NULL);
1374
1375         page->freelist = start;
1376         page->inuse = page->objects;
1377         page->frozen = 1;
1378 out:
1379         return page;
1380 }
1381
1382 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1383 {
1384         int order = compound_order(page);
1385         int pages = 1 << order;
1386
1387         if (kmem_cache_debug(s)) {
1388                 void *p;
1389
1390                 slab_pad_check(s, page);
1391                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1392                                                 page->objects)
1393                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1394         }
1395
1396         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1397
1398         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1399                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1400                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1401                 -pages);
1402
1403         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1404         __ClearPageSlab(page);
1405         reset_page_mapcount(page);
1406         if (current->reclaim_state)
1407                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1408         __free_memcg_kmem_pages(page, order);
1409 }
1410
1411 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1412         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1413
1414 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1415 {
1416         struct page *page;
1417
1418         if (need_reserve_slab_rcu)
1419                 page = virt_to_head_page(h);
1420         else
1421                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1422
1423         __free_slab(page->slab_cache, page);
1424 }
1425
1426 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1427 {
1428         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1429                 struct rcu_head *head;
1430
1431                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1432                         int order = compound_order(page);
1433                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1434
1435                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1436                         head = page_address(page) + offset;
1437                 } else {
1438                         /*
1439                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1440                          */
1441                         head = (void *)&page->lru;
1442                 }
1443
1444                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1445         } else
1446                 __free_slab(s, page);
1447 }
1448
1449 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1450 {
1451         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1452         free_slab(s, page);
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Management of partially allocated slabs.
1457  *
1458  * list_lock must be held.
1459  */
1460 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1461                                 struct page *page, int tail)
1462 {
1463         n->nr_partial++;
1464         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1465                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1466         else
1467                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1468 }
1469
1470 /*
1471  * list_lock must be held.
1472  */
1473 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1474                                         struct page *page)
1475 {
1476         list_del(&page->lru);
1477         n->nr_partial--;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1482  * return the pointer to the freelist.
1483  *
1484  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1485  *
1486  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1487  */
1488 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1489                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1490                 int mode)
1491 {
1492         void *freelist;
1493         unsigned long counters;
1494         struct page new;
1495
1496         /*
1497          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1498          * The old freelist is the list of objects for the
1499          * per cpu allocation list.
1500          */
1501         freelist = page->freelist;
1502         counters = page->counters;
1503         new.counters = counters;
1504         if (mode) {
1505                 new.inuse = page->objects;
1506                 new.freelist = NULL;
1507         } else {
1508                 new.freelist = freelist;
1509         }
1510
1511         VM_BUG_ON(new.frozen);
1512         new.frozen = 1;
1513
1514         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1515                         freelist, counters,
1516                         new.freelist, new.counters,
1517                         "acquire_slab"))
1518                 return NULL;
1519
1520         remove_partial(n, page);
1521         WARN_ON(!freelist);
1522         return freelist;
1523 }
1524
1525 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1526 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1527
1528 /*
1529  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1530  */
1531 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1532                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1533 {
1534         struct page *page, *page2;
1535         void *object = NULL;
1536
1537         /*
1538          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1539          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1540          * partial slab and there is none available then get_partials()
1541          * will return NULL.
1542          */
1543         if (!n || !n->nr_partial)
1544                 return NULL;
1545
1546         spin_lock(&n->list_lock);
1547         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1548                 void *t;
1549                 int available;
1550
1551                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1552                         continue;
1553
1554                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1555                 if (!t)
1556                         break;
1557
1558                 if (!object) {
1559                         c->page = page;
1560                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1561                         object = t;
1562                         available =  page->objects - page->inuse;
1563                 } else {
1564                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1565                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1566                 }
1567                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1568                         break;
1569
1570         }
1571         spin_unlock(&n->list_lock);
1572         return object;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1577  */
1578 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1579                 struct kmem_cache_cpu *c)
1580 {
1581 #ifdef CONFIG_NUMA
1582         struct zonelist *zonelist;
1583         struct zoneref *z;
1584         struct zone *zone;
1585         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1586         void *object;
1587         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1588
1589         /*
1590          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1591          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1592          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1593          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1594          *
1595          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1596          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1597          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1598          * from other nodes and filled up.
1599          *
1600          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1601          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1602          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1603          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1604          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1605          * with available objects.
1606          */
1607         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1608                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1609                 return NULL;
1610
1611         do {
1612                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1613                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1614                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1615                         struct kmem_cache_node *n;
1616
1617                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1618
1619                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1620                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1621                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1622                                 if (object) {
1623                                         /*
1624                                          * Return the object even if
1625                                          * put_mems_allowed indicated that
1626                                          * the cpuset mems_allowed was
1627                                          * updated in parallel. It's a
1628                                          * harmless race between the alloc
1629                                          * and the cpuset update.
1630                                          */
1631                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1632                                         return object;
1633                                 }
1634                         }
1635                 }
1636         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1637 #endif
1638         return NULL;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Get a partial page, lock it and return it.
1643  */
1644 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1645                 struct kmem_cache_cpu *c)
1646 {
1647         void *object;
1648         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1649
1650         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1651         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1652                 return object;
1653
1654         return get_any_partial(s, flags, c);
1655 }
1656
1657 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1658 /*
1659  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1660  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1661  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1662  */
1663 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1664 #else
1665 /*
1666  * No preemption supported therefore also no need to check for
1667  * different cpus.
1668  */
1669 #define TID_STEP 1
1670 #endif
1671
1672 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1673 {
1674         return tid + TID_STEP;
1675 }
1676
1677 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1678 {
1679         return tid % TID_STEP;
1680 }
1681
1682 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1683 {
1684         return tid / TID_STEP;
1685 }
1686
1687 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1688 {
1689         return cpu;
1690 }
1691
1692 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1693                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1694 {
1695 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1696         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1697
1698         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1699
1700 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1701         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1702                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1703                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1704         else
1705 #endif
1706         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1707                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1708                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1709         else
1710                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1711                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1712 #endif
1713         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1714 }
1715
1716 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1717 {
1718         int cpu;
1719
1720         for_each_possible_cpu(cpu)
1721                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Remove the cpu slab
1726  */
1727 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1728 {
1729         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1730         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1731         int lock = 0;
1732         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1733         void *nextfree;
1734         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1735         struct page new;
1736         struct page old;
1737
1738         if (page->freelist) {
1739                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1740                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1741         }
1742
1743         /*
1744          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1745          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1746          * last one.
1747          *
1748          * There is no need to take the list->lock because the page
1749          * is still frozen.
1750          */
1751         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1752                 void *prior;
1753                 unsigned long counters;
1754
1755                 do {
1756                         prior = page->freelist;
1757                         counters = page->counters;
1758                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1759                         new.counters = counters;
1760                         new.inuse--;
1761                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1762
1763                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1764                         prior, counters,
1765                         freelist, new.counters,
1766                         "drain percpu freelist"));
1767
1768                 freelist = nextfree;
1769         }
1770
1771         /*
1772          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1773          * list presence reflects the actual number of objects
1774          * during unfreeze.
1775          *
1776          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1777          * with the count. If there is a mismatch then the page
1778          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1779          *
1780          * Then we restart the process which may have to remove
1781          * the page from the list that we just put it on again
1782          * because the number of objects in the slab may have
1783          * changed.
1784          */
1785 redo:
1786
1787         old.freelist = page->freelist;
1788         old.counters = page->counters;
1789         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1790
1791         /* Determine target state of the slab */
1792         new.counters = old.counters;
1793         if (freelist) {
1794                 new.inuse--;
1795                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1796                 new.freelist = freelist;
1797         } else
1798                 new.freelist = old.freelist;
1799
1800         new.frozen = 0;
1801
1802         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1803                 m = M_FREE;
1804         else if (new.freelist) {
1805                 m = M_PARTIAL;
1806                 if (!lock) {
1807                         lock = 1;
1808                         /*
1809                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1810                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1811                          * is frozen
1812                          */
1813                         spin_lock(&n->list_lock);
1814                 }
1815         } else {
1816                 m = M_FULL;
1817                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1818                         lock = 1;
1819                         /*
1820                          * This also ensures that the scanning of full
1821                          * slabs from diagnostic functions will not see
1822                          * any frozen slabs.
1823                          */
1824                         spin_lock(&n->list_lock);
1825                 }
1826         }
1827
1828         if (l != m) {
1829
1830                 if (l == M_PARTIAL)
1831
1832                         remove_partial(n, page);
1833
1834                 else if (l == M_FULL)
1835
1836                         remove_full(s, page);
1837
1838                 if (m == M_PARTIAL) {
1839
1840                         add_partial(n, page, tail);
1841                         stat(s, tail);
1842
1843                 } else if (m == M_FULL) {
1844
1845                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1846                         add_full(s, n, page);
1847
1848                 }
1849         }
1850
1851         l = m;
1852         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1853                                 old.freelist, old.counters,
1854                                 new.freelist, new.counters,
1855                                 "unfreezing slab"))
1856                 goto redo;
1857
1858         if (lock)
1859                 spin_unlock(&n->list_lock);
1860
1861         if (m == M_FREE) {
1862                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1863                 discard_slab(s, page);
1864                 stat(s, FREE_SLAB);
1865         }
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1870  *
1871  * This function must be called with interrupts disabled
1872  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1873  * to guarantee no concurrent accesses).
1874  */
1875 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1876                 struct kmem_cache_cpu *c)
1877 {
1878         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1879         struct page *page, *discard_page = NULL;
1880
1881         while ((page = c->partial)) {
1882                 struct page new;
1883                 struct page old;
1884
1885                 c->partial = page->next;
1886
1887                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1888                 if (n != n2) {
1889                         if (n)
1890                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1891
1892                         n = n2;
1893                         spin_lock(&n->list_lock);
1894                 }
1895
1896                 do {
1897
1898                         old.freelist = page->freelist;
1899                         old.counters = page->counters;
1900                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1901
1902                         new.counters = old.counters;
1903                         new.freelist = old.freelist;
1904
1905                         new.frozen = 0;
1906
1907                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1908                                 old.freelist, old.counters,
1909                                 new.freelist, new.counters,
1910                                 "unfreezing slab"));
1911
1912                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1913                         page->next = discard_page;
1914                         discard_page = page;
1915                 } else {
1916                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1917                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1918                 }
1919         }
1920
1921         if (n)
1922                 spin_unlock(&n->list_lock);
1923
1924         while (discard_page) {
1925                 page = discard_page;
1926                 discard_page = discard_page->next;
1927
1928                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1929                 discard_slab(s, page);
1930                 stat(s, FREE_SLAB);
1931         }
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1936  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1937  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1938  * onto a random cpus partial slot.
1939  *
1940  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1941  * per node partial list.
1942  */
1943 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1944 {
1945         struct page *oldpage;
1946         int pages;
1947         int pobjects;
1948
1949         do {
1950                 pages = 0;
1951                 pobjects = 0;
1952                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1953
1954                 if (oldpage) {
1955                         pobjects = oldpage->pobjects;
1956                         pages = oldpage->pages;
1957                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1958                                 unsigned long flags;
1959                                 /*
1960                                  * partial array is full. Move the existing
1961                                  * set to the per node partial list.
1962                                  */
1963                                 local_irq_save(flags);
1964                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
1965                                 local_irq_restore(flags);
1966                                 oldpage = NULL;
1967                                 pobjects = 0;
1968                                 pages = 0;
1969                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1970                         }
1971                 }
1972
1973                 pages++;
1974                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1975
1976                 page->pages = pages;
1977                 page->pobjects = pobjects;
1978                 page->next = oldpage;
1979
1980         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1981         return pobjects;
1982 }
1983
1984 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1985 {
1986         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1987         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1988
1989         c->tid = next_tid(c->tid);
1990         c->page = NULL;
1991         c->freelist = NULL;
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Flush cpu slab.
1996  *
1997  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1998  */
1999 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2000 {
2001         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2002
2003         if (likely(c)) {
2004                 if (c->page)
2005                         flush_slab(s, c);
2006
2007                 unfreeze_partials(s, c);
2008         }
2009 }
2010
2011 static void flush_cpu_slab(void *d)
2012 {
2013         struct kmem_cache *s = d;
2014
2015         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2016 }
2017
2018 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2019 {
2020         struct kmem_cache *s = info;
2021         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2022
2023         return c->page || c->partial;
2024 }
2025
2026 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2027 {
2028         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2033  * locality expectations.
2034  */
2035 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2036 {
2037 #ifdef CONFIG_NUMA
2038         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2039                 return 0;
2040 #endif
2041         return 1;
2042 }
2043
2044 static int count_free(struct page *page)
2045 {
2046         return page->objects - page->inuse;
2047 }
2048
2049 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2050                                         int (*get_count)(struct page *))
2051 {
2052         unsigned long flags;
2053         unsigned long x = 0;
2054         struct page *page;
2055
2056         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2057         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2058                 x += get_count(page);
2059         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2060         return x;
2061 }
2062
2063 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2064 {
2065 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2066         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2067 #else
2068         return 0;
2069 #endif
2070 }
2071
2072 static noinline void
2073 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2074 {
2075         int node;
2076
2077         printk(KERN_WARNING
2078                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2079                 nid, gfpflags);
2080         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2081                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2082                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2083
2084         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2085                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2086                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2087
2088         for_each_online_node(node) {
2089                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2090                 unsigned long nr_slabs;
2091                 unsigned long nr_objs;
2092                 unsigned long nr_free;
2093
2094                 if (!n)
2095                         continue;
2096
2097                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2098                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2099                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2100
2101                 printk(KERN_WARNING
2102                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2103                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2104         }
2105 }
2106
2107 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2108                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2109 {
2110         void *freelist;
2111         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2112         struct page *page;
2113
2114         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2115
2116         if (freelist)
2117                 return freelist;
2118
2119         page = new_slab(s, flags, node);
2120         if (page) {
2121                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2122                 if (c->page)
2123                         flush_slab(s, c);
2124
2125                 /*
2126                  * No other reference to the page yet so we can
2127                  * muck around with it freely without cmpxchg
2128                  */
2129                 freelist = page->freelist;
2130                 page->freelist = NULL;
2131
2132                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2133                 c->page = page;
2134                 *pc = c;
2135         } else
2136                 freelist = NULL;
2137
2138         return freelist;
2139 }
2140
2141 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2142 {
2143         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2144                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2145
2146         return true;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2151  * or deactivate the page.
2152  *
2153  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2154  *
2155  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2156  *
2157  * This function must be called with interrupt disabled.
2158  */
2159 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2160 {
2161         struct page new;
2162         unsigned long counters;
2163         void *freelist;
2164
2165         do {
2166                 freelist = page->freelist;
2167                 counters = page->counters;
2168
2169                 new.counters = counters;
2170                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2171
2172                 new.inuse = page->objects;
2173                 new.frozen = freelist != NULL;
2174
2175         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2176                 freelist, counters,
2177                 NULL, new.counters,
2178                 "get_freelist"));
2179
2180         return freelist;
2181 }
2182
2183 /*
2184  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2185  * debugging duties.
2186  *
2187  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2188  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2189  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2190  *
2191  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2192  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2193  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2194  *
2195  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2196  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2197  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2198  */
2199 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2200                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2201 {
2202         void *freelist;
2203         struct page *page;
2204         unsigned long flags;
2205
2206         local_irq_save(flags);
2207 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2208         /*
2209          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2210          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2211          * pointer.
2212          */
2213         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2214 #endif
2215
2216         page = c->page;
2217         if (!page)
2218                 goto new_slab;
2219 redo:
2220
2221         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2222                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2223                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2224                 c->page = NULL;
2225                 c->freelist = NULL;
2226                 goto new_slab;
2227         }
2228
2229         /*
2230          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2231          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2232          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2233          */
2234         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2235                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2236                 c->page = NULL;
2237                 c->freelist = NULL;
2238                 goto new_slab;
2239         }
2240
2241         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2242         freelist = c->freelist;
2243         if (freelist)
2244                 goto load_freelist;
2245
2246         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2247
2248         freelist = get_freelist(s, page);
2249
2250         if (!freelist) {
2251                 c->page = NULL;
2252                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2253                 goto new_slab;
2254         }
2255
2256         stat(s, ALLOC_REFILL);
2257
2258 load_freelist:
2259         /*
2260          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2261          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2262          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2263          */
2264         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2265         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2266         c->tid = next_tid(c->tid);
2267         local_irq_restore(flags);
2268         return freelist;
2269
2270 new_slab:
2271
2272         if (c->partial) {
2273                 page = c->page = c->partial;
2274                 c->partial = page->next;
2275                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2276                 c->freelist = NULL;
2277                 goto redo;
2278         }
2279
2280         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2281
2282         if (unlikely(!freelist)) {
2283                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2284                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2285
2286                 local_irq_restore(flags);
2287                 return NULL;
2288         }
2289
2290         page = c->page;
2291         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2292                 goto load_freelist;
2293
2294         /* Only entered in the debug case */
2295         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2296                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2297
2298         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2299         c->page = NULL;
2300         c->freelist = NULL;
2301         local_irq_restore(flags);
2302         return freelist;
2303 }
2304
2305 /*
2306  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2307  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2308  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2309  *
2310  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2311  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2312  *
2313  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2314  */
2315 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2316                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2317 {
2318         void **object;
2319         struct kmem_cache_cpu *c;
2320         struct page *page;
2321         unsigned long tid;
2322
2323         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2324                 return NULL;
2325
2326         s = memcg_kmem_get_cache(s, gfpflags);
2327 redo:
2328
2329         /*
2330          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2331          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2332          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2333          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2334          */
2335         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2336
2337         /*
2338          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2339          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2340          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2341          * linked list in between.
2342          */
2343         tid = c->tid;
2344         barrier();
2345
2346         object = c->freelist;
2347         page = c->page;
2348         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2349                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2350
2351         else {
2352                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2353
2354                 /*
2355                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2356                  * operation and if we are on the right processor.
2357                  *
2358                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2359                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2360                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2361                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2362                  *
2363                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2364                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2365                  */
2366                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2367                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2368                                 object, tid,
2369                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2370
2371                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2372                         goto redo;
2373                 }
2374                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2375                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2376         }
2377
2378         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2379                 memset(object, 0, s->object_size);
2380
2381         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2382
2383         return object;
2384 }
2385
2386 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2387                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2388 {
2389         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2390 }
2391
2392 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2393 {
2394         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2395
2396         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2397
2398         return ret;
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2401
2402 #ifdef CONFIG_TRACING
2403 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2404 {
2405         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2406         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2407         return ret;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2410
2411 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2412 {
2413         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2414         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2415         return ret;
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2418 #endif
2419
2420 #ifdef CONFIG_NUMA
2421 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2422 {
2423         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2424
2425         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2426                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2427
2428         return ret;
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2431
2432 #ifdef CONFIG_TRACING
2433 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2434                                     gfp_t gfpflags,
2435                                     int node, size_t size)
2436 {
2437         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2438
2439         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2440                            size, s->size, gfpflags, node);
2441         return ret;
2442 }
2443 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2444 #endif
2445 #endif
2446
2447 /*
2448  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2449  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2450  *
2451  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2452  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2453  * handling required then we can return immediately.
2454  */
2455 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2456                         void *x, unsigned long addr)
2457 {
2458         void *prior;
2459         void **object = (void *)x;
2460         int was_frozen;
2461         struct page new;
2462         unsigned long counters;
2463         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2464         unsigned long uninitialized_var(flags);
2465
2466         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2467
2468         if (kmem_cache_debug(s) &&
2469                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2470                 return;
2471
2472         do {
2473                 if (unlikely(n)) {
2474                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2475                         n = NULL;
2476                 }
2477                 prior = page->freelist;
2478                 counters = page->counters;
2479                 set_freepointer(s, object, prior);
2480                 new.counters = counters;
2481                 was_frozen = new.frozen;
2482                 new.inuse--;
2483                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2484
2485                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2486
2487                                 /*
2488                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2489                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2490                                  */
2491                                 new.frozen = 1;
2492
2493                         else { /* Needs to be taken off a list */
2494
2495                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2496                                 /*
2497                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2498                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2499                                  * drop the list_lock without any processing.
2500                                  *
2501                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2502                                  * other processors updating the list of slabs.
2503                                  */
2504                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2505
2506                         }
2507                 }
2508
2509         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2510                 prior, counters,
2511                 object, new.counters,
2512                 "__slab_free"));
2513
2514         if (likely(!n)) {
2515
2516                 /*
2517                  * If we just froze the page then put it onto the
2518                  * per cpu partial list.
2519                  */
2520                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2521                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2522                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2523                 }
2524                 /*
2525                  * The list lock was not taken therefore no list
2526                  * activity can be necessary.
2527                  */
2528                 if (was_frozen)
2529                         stat(s, FREE_FROZEN);
2530                 return;
2531         }
2532
2533         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2534                 goto slab_empty;
2535
2536         /*
2537          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2538          * then add it.
2539          */
2540         if (kmem_cache_debug(s) && unlikely(!prior)) {
2541                 remove_full(s, page);
2542                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2543                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2544         }
2545         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2546         return;
2547
2548 slab_empty:
2549         if (prior) {
2550                 /*
2551                  * Slab on the partial list.
2552                  */
2553                 remove_partial(n, page);
2554                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2555         } else
2556                 /* Slab must be on the full list */
2557                 remove_full(s, page);
2558
2559         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2560         stat(s, FREE_SLAB);
2561         discard_slab(s, page);
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2566  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2567  *
2568  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2569  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2570  * the item before.
2571  *
2572  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2573  * with all sorts of special processing.
2574  */
2575 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2576                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2577 {
2578         void **object = (void *)x;
2579         struct kmem_cache_cpu *c;
2580         unsigned long tid;
2581
2582         slab_free_hook(s, x);
2583
2584 redo:
2585         /*
2586          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2587          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2588          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2589          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2590          */
2591         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2592
2593         tid = c->tid;
2594         barrier();
2595
2596         if (likely(page == c->page)) {
2597                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2598
2599                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2600                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2601                                 c->freelist, tid,
2602                                 object, next_tid(tid)))) {
2603
2604                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2605                         goto redo;
2606                 }
2607                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2608         } else
2609                 __slab_free(s, page, x, addr);
2610
2611 }
2612
2613 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2614 {
2615         s = cache_from_obj(s, x);
2616         if (!s)
2617                 return;
2618         slab_free(s, virt_to_head_page(x), x, _RET_IP_);
2619         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2620 }
2621 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2622
2623 /*
2624  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2625  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2626  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2627  * another.
2628  *
2629  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2630  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2631  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2632  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2633  * locking overhead.
2634  */
2635
2636 /*
2637  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2638  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2639  * and increases the number of allocations possible without having to
2640  * take the list_lock.
2641  */
2642 static int slub_min_order;
2643 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2644 static int slub_min_objects;
2645
2646 /*
2647  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2648  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2649  */
2650 static int slub_nomerge;
2651
2652 /*
2653  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2654  *
2655  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2656  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2657  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2658  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2659  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2660  * would be wasted.
2661  *
2662  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2663  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2664  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2665  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2666  *
2667  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2668  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2669  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2670  * of space in favor of a small page order.
2671  *
2672  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2673  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2674  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2675  * the smallest order which will fit the object.
2676  */
2677 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2678                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2679 {
2680         int order;
2681         int rem;
2682         int min_order = slub_min_order;
2683
2684         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2685                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2686
2687         for (order = max(min_order,
2688                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2689                         order <= max_order; order++) {
2690
2691                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2692
2693                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2694                         continue;
2695
2696                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2697
2698                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2699                         break;
2700
2701         }
2702
2703         return order;
2704 }
2705
2706 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2707 {
2708         int order;
2709         int min_objects;
2710         int fraction;
2711         int max_objects;
2712
2713         /*
2714          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2715          * works by first attempting to generate a layout with
2716          * the best configuration and backing off gradually.
2717          *
2718          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2719          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2720          */
2721         min_objects = slub_min_objects;
2722         if (!min_objects)
2723                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2724         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2725         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2726
2727         while (min_objects > 1) {
2728                 fraction = 16;
2729                 while (fraction >= 4) {
2730                         order = slab_order(size, min_objects,
2731                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2732                         if (order <= slub_max_order)
2733                                 return order;
2734                         fraction /= 2;
2735                 }
2736                 min_objects--;
2737         }
2738
2739         /*
2740          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2741          * lets see if we can place a single object there.
2742          */
2743         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2744         if (order <= slub_max_order)
2745                 return order;
2746
2747         /*
2748          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2749          */
2750         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2751         if (order < MAX_ORDER)
2752                 return order;
2753         return -ENOSYS;
2754 }
2755
2756 static void
2757 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2758 {
2759         n->nr_partial = 0;
2760         spin_lock_init(&n->list_lock);
2761         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2762 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2763         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2764         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2765         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2766 #endif
2767 }
2768
2769 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2770 {
2771         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2772                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2773
2774         /*
2775          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2776          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2777          */
2778         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2779                                      2 * sizeof(void *));
2780
2781         if (!s->cpu_slab)
2782                 return 0;
2783
2784         init_kmem_cache_cpus(s);
2785
2786         return 1;
2787 }
2788
2789 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2790
2791 /*
2792  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2793  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2794  * possible.
2795  *
2796  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2797  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2798  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2799  */
2800 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2801 {
2802         struct page *page;
2803         struct kmem_cache_node *n;
2804
2805         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2806
2807         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2808
2809         BUG_ON(!page);
2810         if (page_to_nid(page) != node) {
2811                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2812                                 "node %d\n", node);
2813                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2814                                 "in order to be able to continue\n");
2815         }
2816
2817         n = page->freelist;
2818         BUG_ON(!n);
2819         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2820         page->inuse = 1;
2821         page->frozen = 0;
2822         kmem_cache_node->node[node] = n;
2823 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2824         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2825         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2826 #endif
2827         init_kmem_cache_node(n);
2828         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2829
2830         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2831 }
2832
2833 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2834 {
2835         int node;
2836
2837         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2838                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2839
2840                 if (n)
2841                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2842
2843                 s->node[node] = NULL;
2844         }
2845 }
2846
2847 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2848 {
2849         int node;
2850
2851         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2852                 struct kmem_cache_node *n;
2853
2854                 if (slab_state == DOWN) {
2855                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2856                         continue;
2857                 }
2858                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2859                                                 GFP_KERNEL, node);
2860
2861                 if (!n) {
2862                         free_kmem_cache_nodes(s);
2863                         return 0;
2864                 }
2865
2866                 s->node[node] = n;
2867                 init_kmem_cache_node(n);
2868         }
2869         return 1;
2870 }
2871
2872 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2873 {
2874         if (min < MIN_PARTIAL)
2875                 min = MIN_PARTIAL;
2876         else if (min > MAX_PARTIAL)
2877                 min = MAX_PARTIAL;
2878         s->min_partial = min;
2879 }
2880
2881 /*
2882  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2883  * a slab object.
2884  */
2885 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2886 {
2887         unsigned long flags = s->flags;
2888         unsigned long size = s->object_size;
2889         int order;
2890
2891         /*
2892          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2893          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2894          * the possible location of the free pointer.
2895          */
2896         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2897
2898 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2899         /*
2900          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2901          * the slab may touch the object after free or before allocation
2902          * then we should never poison the object itself.
2903          */
2904         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2905                         !s->ctor)
2906                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2907         else
2908                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2909
2910
2911         /*
2912          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2913          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2914          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2915          */
2916         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2917                 size += sizeof(void *);
2918 #endif
2919
2920         /*
2921          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2922          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2923          */
2924         s->inuse = size;
2925
2926         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2927                 s->ctor)) {
2928                 /*
2929                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2930                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2931                  * kmem_cache_free.
2932                  *
2933                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2934                  * destructor or are poisoning the objects.
2935                  */
2936                 s->offset = size;
2937                 size += sizeof(void *);
2938         }
2939
2940 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2941         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2942                 /*
2943                  * Need to store information about allocs and frees after
2944                  * the object.
2945                  */
2946                 size += 2 * sizeof(struct track);
2947
2948         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2949                 /*
2950                  * Add some empty padding so that we can catch
2951                  * overwrites from earlier objects rather than let
2952                  * tracking information or the free pointer be
2953                  * corrupted if a user writes before the start
2954                  * of the object.
2955                  */
2956                 size += sizeof(void *);
2957 #endif
2958
2959         /*
2960          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2961          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2962          * each object to conform to the alignment.
2963          */
2964         size = ALIGN(size, s->align);
2965         s->size = size;
2966         if (forced_order >= 0)
2967                 order = forced_order;
2968         else
2969                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2970
2971         if (order < 0)
2972                 return 0;
2973
2974         s->allocflags = 0;
2975         if (order)
2976                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2977
2978         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2979                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2980
2981         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2982                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2983
2984         /*
2985          * Determine the number of objects per slab
2986          */
2987         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2988         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2989         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2990                 s->max = s->oo;
2991
2992         return !!oo_objects(s->oo);
2993 }
2994
2995 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
2996 {
2997         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
2998         s->reserved = 0;
2999
3000         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3001                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3002
3003         if (!calculate_sizes(s, -1))
3004                 goto error;
3005         if (disable_higher_order_debug) {
3006                 /*
3007                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3008                  * order increased.
3009                  */
3010                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3011                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3012                         s->offset = 0;
3013                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3014                                 goto error;
3015                 }
3016         }
3017
3018 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3019     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3020         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3021                 /* Enable fast mode */
3022                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3023 #endif
3024
3025         /*
3026          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3027          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3028          */
3029         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3030
3031         /*
3032          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3033          * per cpu partial lists of a processor.
3034          *
3035          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3036          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3037          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3038          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3039          *
3040          * This setting also determines
3041          *
3042          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3043          *    per node list when we reach the limit.
3044          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3045          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3046          *    to keep some capacity around for frees.
3047          */
3048         if (kmem_cache_debug(s))
3049                 s->cpu_partial = 0;
3050         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3051                 s->cpu_partial = 2;
3052         else if (s->size >= 1024)
3053                 s->cpu_partial = 6;
3054         else if (s->size >= 256)
3055                 s->cpu_partial = 13;
3056         else
3057                 s->cpu_partial = 30;
3058
3059 #ifdef CONFIG_NUMA
3060         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3061 #endif
3062         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3063                 goto error;
3064
3065         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3066                 return 0;
3067
3068         free_kmem_cache_nodes(s);
3069 error:
3070         if (flags & SLAB_PANIC)
3071                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3072                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3073                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3074                         s->offset, flags);
3075         return -EINVAL;
3076 }
3077
3078 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3079                                                         const char *text)
3080 {
3081 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3082         void *addr = page_address(page);
3083         void *p;
3084         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3085                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3086         if (!map)
3087                 return;
3088         slab_err(s, page, text, s->name);
3089         slab_lock(page);
3090
3091         get_map(s, page, map);
3092         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3093
3094                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3095                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3096                                                         p, p - addr);
3097                         print_tracking(s, p);
3098                 }
3099         }
3100         slab_unlock(page);
3101         kfree(map);
3102 #endif
3103 }
3104
3105 /*
3106  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3107  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3108  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3109  */
3110 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3111 {
3112         struct page *page, *h;
3113
3114         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3115                 if (!page->inuse) {
3116                         remove_partial(n, page);
3117                         discard_slab(s, page);
3118                 } else {
3119                         list_slab_objects(s, page,
3120                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3121                 }
3122         }
3123 }
3124
3125 /*
3126  * Release all resources used by a slab cache.
3127  */
3128 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3129 {
3130         int node;
3131
3132         flush_all(s);
3133         /* Attempt to free all objects */
3134         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3135                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3136
3137                 free_partial(s, n);
3138                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3139                         return 1;
3140         }
3141         free_percpu(s->cpu_slab);
3142         free_kmem_cache_nodes(s);
3143         return 0;
3144 }
3145
3146 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3147 {
3148         int rc = kmem_cache_close(s);
3149
3150         if (!rc)
3151                 sysfs_slab_remove(s);
3152
3153         return rc;
3154 }
3155
3156 /********************************************************************
3157  *              Kmalloc subsystem
3158  *******************************************************************/
3159
3160 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3161 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3162
3163 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3164 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3165 #endif
3166
3167 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3168 {
3169         get_option(&str, &slub_min_order);
3170
3171         return 1;
3172 }
3173
3174 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3175
3176 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3177 {
3178         get_option(&str, &slub_max_order);
3179         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3180
3181         return 1;
3182 }
3183
3184 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3185
3186 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3187 {
3188         get_option(&str, &slub_min_objects);
3189
3190         return 1;
3191 }
3192
3193 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3194
3195 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3196 {
3197         slub_nomerge = 1;
3198         return 1;
3199 }
3200
3201 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3202
3203 /*
3204  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3205  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3206  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3207  * fls.
3208  */
3209 static s8 size_index[24] = {
3210         3,      /* 8 */
3211         4,      /* 16 */
3212         5,      /* 24 */
3213         5,      /* 32 */
3214         6,      /* 40 */
3215         6,      /* 48 */
3216         6,      /* 56 */
3217         6,      /* 64 */
3218         1,      /* 72 */
3219         1,      /* 80 */
3220         1,      /* 88 */
3221         1,      /* 96 */
3222         7,      /* 104 */
3223         7,      /* 112 */
3224         7,      /* 120 */
3225         7,      /* 128 */
3226         2,      /* 136 */
3227         2,      /* 144 */
3228         2,      /* 152 */
3229         2,      /* 160 */
3230         2,      /* 168 */
3231         2,      /* 176 */
3232         2,      /* 184 */
3233         2       /* 192 */
3234 };
3235
3236 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3237 {
3238         return (bytes - 1) / 8;
3239 }
3240
3241 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3242 {
3243         int index;
3244
3245         if (size <= 192) {
3246                 if (!size)
3247                         return ZERO_SIZE_PTR;
3248
3249                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3250         } else
3251                 index = fls(size - 1);
3252
3253 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3254         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3255                 return kmalloc_dma_caches[index];
3256
3257 #endif
3258         return kmalloc_caches[index];
3259 }
3260
3261 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3262 {
3263         struct kmem_cache *s;
3264         void *ret;
3265
3266         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3267                 return kmalloc_large(size, flags);
3268
3269         s = get_slab(size, flags);
3270
3271         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3272                 return s;
3273
3274         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3275
3276         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3277
3278         return ret;
3279 }
3280 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3281
3282 #ifdef CONFIG_NUMA
3283 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3284 {
3285         struct page *page;
3286         void *ptr = NULL;
3287
3288         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK | __GFP_KMEMCG;
3289         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3290         if (page)
3291                 ptr = page_address(page);
3292
3293         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3294         return ptr;
3295 }
3296
3297 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3298 {
3299         struct kmem_cache *s;
3300         void *ret;
3301
3302         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3303                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3304
3305                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3306                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3307                                    flags, node);
3308
3309                 return ret;
3310         }
3311
3312         s = get_slab(size, flags);
3313
3314         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3315                 return s;
3316
3317         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3318
3319         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3320
3321         return ret;
3322 }
3323 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3324 #endif
3325
3326 size_t ksize(const void *object)
3327 {
3328         struct page *page;
3329
3330         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3331                 return 0;
3332
3333         page = virt_to_head_page(object);
3334
3335         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3336                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3337                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3338         }
3339
3340         return slab_ksize(page->slab_cache);
3341 }
3342 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3343
3344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3345 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3346 {
3347         struct page *page;
3348         void *object = (void *)x;
3349         unsigned long flags;
3350         bool rv;
3351
3352         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3353                 return false;
3354
3355         local_irq_save(flags);
3356
3357         page = virt_to_head_page(x);
3358         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3359                 /* maybe it was from stack? */
3360                 rv = true;
3361                 goto out_unlock;
3362         }
3363
3364         slab_lock(page);
3365         if (on_freelist(page->slab_cache, page, object)) {
3366                 object_err(page->slab_cache, page, object, "Object is on free-list");
3367                 rv = false;
3368         } else {
3369                 rv = true;
3370         }
3371         slab_unlock(page);
3372
3373 out_unlock:
3374         local_irq_restore(flags);
3375         return rv;
3376 }
3377 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3378 #endif
3379
3380 void kfree(const void *x)
3381 {
3382         struct page *page;
3383         void *object = (void *)x;
3384
3385         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3386
3387         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3388                 return;
3389
3390         page = virt_to_head_page(x);
3391         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3392                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3393                 kmemleak_free(x);
3394                 __free_memcg_kmem_pages(page, compound_order(page));
3395                 return;
3396         }
3397         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3398 }
3399 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3400
3401 /*
3402  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3403  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3404  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3405  * and thus they can be removed from the partial lists.
3406  *
3407  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3408  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3409  * are freed in them.
3410  */
3411 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3412 {
3413         int node;
3414         int i;
3415         struct kmem_cache_node *n;
3416         struct page *page;
3417         struct page *t;
3418         int objects = oo_objects(s->max);
3419         struct list_head *slabs_by_inuse =
3420                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3421         unsigned long flags;
3422
3423         if (!slabs_by_inuse)
3424                 return -ENOMEM;
3425
3426         flush_all(s);
3427         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3428                 n = get_node(s, node);
3429
3430                 if (!n->nr_partial)
3431                         continue;
3432
3433                 for (i = 0; i < objects; i++)
3434                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3435
3436                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3437
3438                 /*
3439                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3440                  *
3441                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3442                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3443                  */
3444                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3445                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3446                         if (!page->inuse)
3447                                 n->nr_partial--;
3448                 }
3449
3450                 /*
3451                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3452                  * first and the least used slabs at the end.
3453                  */
3454                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3455                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3456
3457                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3458
3459                 /* Release empty slabs */
3460                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3461                         discard_slab(s, page);
3462         }
3463
3464         kfree(slabs_by_inuse);
3465         return 0;
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3468
3469 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3470 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3471 {
3472         struct kmem_cache *s;
3473
3474         mutex_lock(&slab_mutex);
3475         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3476                 kmem_cache_shrink(s);
3477         mutex_unlock(&slab_mutex);
3478
3479         return 0;
3480 }
3481
3482 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3483 {
3484         struct kmem_cache_node *n;
3485         struct kmem_cache *s;
3486         struct memory_notify *marg = arg;
3487         int offline_node;
3488
3489         offline_node = marg->status_change_nid_normal;
3490
3491         /*
3492          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3493          * for it yet.
3494          */
3495         if (offline_node < 0)
3496                 return;
3497
3498         mutex_lock(&slab_mutex);
3499         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3500                 n = get_node(s, offline_node);
3501                 if (n) {
3502                         /*
3503                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3504                          * that is going down. We were unable to free them,
3505                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3506                          * callback. So, we must fail.
3507                          */
3508                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3509
3510                         s->node[offline_node] = NULL;
3511                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3512                 }
3513         }
3514         mutex_unlock(&slab_mutex);
3515 }
3516
3517 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3518 {
3519         struct kmem_cache_node *n;
3520         struct kmem_cache *s;
3521         struct memory_notify *marg = arg;
3522         int nid = marg->status_change_nid_normal;
3523         int ret = 0;
3524
3525         /*
3526          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3527          * already created. Nothing to do.
3528          */
3529         if (nid < 0)
3530                 return 0;
3531
3532         /*
3533          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3534          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3535          * online.
3536          */
3537         mutex_lock(&slab_mutex);
3538         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3539                 /*
3540                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3541                  *      since memory is not yet available from the node that
3542                  *      is brought up.
3543                  */
3544                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3545                 if (!n) {
3546                         ret = -ENOMEM;
3547                         goto out;
3548                 }
3549                 init_kmem_cache_node(n);
3550                 s->node[nid] = n;
3551         }
3552 out:
3553         mutex_unlock(&slab_mutex);
3554         return ret;
3555 }
3556
3557 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3558                                 unsigned long action, void *arg)
3559 {
3560         int ret = 0;
3561
3562         switch (action) {
3563         case MEM_GOING_ONLINE:
3564                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3565                 break;
3566         case MEM_GOING_OFFLINE:
3567                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3568                 break;
3569         case MEM_OFFLINE:
3570         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3571                 slab_mem_offline_callback(arg);
3572                 break;
3573         case MEM_ONLINE:
3574         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3575                 break;
3576         }
3577         if (ret)
3578                 ret = notifier_from_errno(ret);
3579         else
3580                 ret = NOTIFY_OK;
3581         return ret;
3582 }
3583
3584 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3585
3586 /********************************************************************
3587  *                      Basic setup of slabs
3588  *******************************************************************/
3589
3590 /*
3591  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3592  * the page allocator. Allocate them properly then fix up the pointers
3593  * that may be pointing to the wrong kmem_cache structure.
3594  */
3595
3596 static struct kmem_cache * __init bootstrap(struct kmem_cache *static_cache)
3597 {
3598         int node;
3599         struct kmem_cache *s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3600
3601         memcpy(s, static_cache, kmem_cache->object_size);
3602
3603         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3604                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3605                 struct page *p;
3606
3607                 if (n) {
3608                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3609                                 p->slab_cache = s;
3610
3611 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3612                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3613                                 p->slab_cache = s;
3614 #endif
3615                 }
3616         }
3617         list_add(&s->list, &slab_caches);
3618         return s;
3619 }
3620
3621 void __init kmem_cache_init(void)
3622 {
3623         static __initdata struct kmem_cache boot_kmem_cache,
3624                 boot_kmem_cache_node;
3625         int i;
3626         int caches = 2;
3627
3628         if (debug_guardpage_minorder())
3629                 slub_max_order = 0;
3630
3631         kmem_cache_node = &boot_kmem_cache_node;
3632         kmem_cache = &boot_kmem_cache;
3633
3634         create_boot_cache(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3635                 sizeof(struct kmem_cache_node), SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3636
3637         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3638
3639         /* Able to allocate the per node structures */
3640         slab_state = PARTIAL;
3641
3642         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
3643                         offsetof(struct kmem_cache, node) +
3644                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
3645                        SLAB_HWCACHE_ALIGN);
3646
3647         kmem_cache = bootstrap(&boot_kmem_cache);
3648
3649         /*
3650          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3651          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3652          * update any list pointers.
3653          */
3654         kmem_cache_node = bootstrap(&boot_kmem_cache_node);
3655
3656         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3657
3658         /*
3659          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3660          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3661          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3662          *
3663          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3664          * handle the index determination for the smaller caches.
3665          *
3666          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3667          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3668          */
3669         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3670                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3671
3672         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3673                 int elem = size_index_elem(i);
3674                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3675                         break;
3676                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3677         }
3678
3679         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3680                 /*
3681                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3682                  * is 64 byte.
3683                  */
3684                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3685                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3686         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3687                 /*
3688                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3689                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3690                  * instead.
3691                  */
3692                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3693                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3694         }
3695
3696         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3697         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3698                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3699                 caches++;
3700         }
3701
3702         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3703                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3704                 caches++;
3705         }
3706
3707         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3708                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3709                 caches++;
3710         }
3711
3712         slab_state = UP;
3713
3714         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3715         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3716                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3717                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3718         }
3719
3720         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3721                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3722                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3723         }
3724
3725         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3726                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3727
3728                 BUG_ON(!s);
3729                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3730         }
3731
3732 #ifdef CONFIG_SMP
3733         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3734 #endif
3735
3736 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3737         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3738                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3739
3740                 if (s && s->size) {
3741                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3742                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3743
3744                         BUG_ON(!name);
3745                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3746                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3747                 }
3748         }
3749 #endif
3750         printk(KERN_INFO
3751                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3752                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3753                 caches, cache_line_size(),
3754                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3755                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3756 }
3757
3758 void __init kmem_cache_init_late(void)
3759 {
3760 }
3761
3762 /*
3763  * Find a mergeable slab cache
3764  */
3765 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3766 {
3767         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3768                 return 1;
3769
3770         if (s->ctor)
3771                 return 1;
3772
3773         /*
3774          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3775          */
3776         if (s->refcount < 0)
3777                 return 1;
3778
3779         return 0;
3780 }
3781
3782 static struct kmem_cache *find_mergeable(struct mem_cgroup *memcg, size_t size,
3783                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3784                 void (*ctor)(void *))
3785 {
3786         struct kmem_cache *s;
3787
3788         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3789                 return NULL;
3790
3791         if (ctor)
3792                 return NULL;
3793
3794         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3795         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3796         size = ALIGN(size, align);
3797         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3798
3799         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3800                 if (slab_unmergeable(s))
3801                         continue;
3802
3803                 if (size > s->size)
3804                         continue;
3805
3806                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3807                                 continue;
3808                 /*
3809                  * Check if alignment is compatible.
3810                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3811                  */
3812                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3813                         continue;
3814
3815                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3816                         continue;
3817
3818                 if (!cache_match_memcg(s, memcg))
3819                         continue;
3820
3821                 return s;
3822         }
3823         return NULL;
3824 }
3825
3826 struct kmem_cache *
3827 __kmem_cache_alias(struct mem_cgroup *memcg, const char *name, size_t size,
3828                    size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3829 {
3830         struct kmem_cache *s;
3831
3832         s = find_mergeable(memcg, size, align, flags, name, ctor);
3833         if (s) {
3834                 s->refcount++;
3835                 /*
3836                  * Adjust the object sizes so that we clear
3837                  * the complete object on kzalloc.
3838                  */
3839                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3840                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3841
3842                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3843                         s->refcount--;
3844                         s = NULL;
3845                 }
3846         }
3847
3848         return s;
3849 }
3850
3851 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3852 {
3853         int err;
3854
3855         err = kmem_cache_open(s, flags);
3856         if (err)
3857                 return err;
3858
3859         /* Mutex is not taken during early boot */
3860         if (slab_state <= UP)
3861                 return 0;
3862
3863         mutex_unlock(&slab_mutex);
3864         err = sysfs_slab_add(s);
3865         mutex_lock(&slab_mutex);
3866
3867         if (err)
3868                 kmem_cache_close(s);
3869
3870         return err;
3871 }
3872
3873 #ifdef CONFIG_SMP
3874 /*
3875  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3876  * necessary.
3877  */
3878 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3879                 unsigned long action, void *hcpu)
3880 {
3881         long cpu = (long)hcpu;
3882         struct kmem_cache *s;
3883         unsigned long flags;
3884
3885         switch (action) {
3886         case CPU_UP_CANCELED:
3887         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3888         case CPU_DEAD:
3889         case CPU_DEAD_FROZEN:
3890                 mutex_lock(&slab_mutex);
3891                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3892                         local_irq_save(flags);
3893                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3894                         local_irq_restore(flags);
3895                 }
3896                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3897                 break;
3898         default:
3899                 break;
3900         }
3901         return NOTIFY_OK;
3902 }
3903
3904 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3905         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3906 };
3907
3908 #endif
3909
3910 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3911 {
3912         struct kmem_cache *s;
3913         void *ret;
3914
3915         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3916                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3917
3918         s = get_slab(size, gfpflags);
3919
3920         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3921                 return s;
3922
3923         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
3924
3925         /* Honor the call site pointer we received. */
3926         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3927
3928         return ret;
3929 }
3930
3931 #ifdef CONFIG_NUMA
3932 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3933                                         int node, unsigned long caller)
3934 {
3935         struct kmem_cache *s;
3936         void *ret;
3937
3938         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3939                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3940
3941                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3942                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3943                                    gfpflags, node);
3944
3945                 return ret;
3946         }
3947
3948         s = get_slab(size, gfpflags);
3949
3950         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3951                 return s;
3952
3953         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
3954
3955         /* Honor the call site pointer we received. */
3956         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3957
3958         return ret;
3959 }
3960 #endif
3961
3962 #ifdef CONFIG_SYSFS
3963 static int count_inuse(struct page *page)
3964 {
3965         return page->inuse;
3966 }
3967
3968 static int count_total(struct page *page)
3969 {
3970         return page->objects;
3971 }
3972 #endif
3973
3974 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3975 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3976                                                 unsigned long *map)
3977 {
3978         void *p;
3979         void *addr = page_address(page);
3980
3981         if (!check_slab(s, page) ||
3982                         !on_freelist(s, page, NULL))
3983                 return 0;
3984
3985         /* Now we know that a valid freelist exists */
3986         bitmap_zero(map, page->objects);
3987
3988         get_map(s, page, map);
3989         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3990                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3991                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3992                                 return 0;
3993         }
3994
3995         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3996                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3997                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3998                                 return 0;
3999         return 1;
4000 }
4001
4002 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4003                                                 unsigned long *map)
4004 {
4005         slab_lock(page);
4006         validate_slab(s, page, map);
4007         slab_unlock(page);
4008 }
4009
4010 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4011                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4012 {
4013         unsigned long count = 0;
4014         struct page *page;
4015         unsigned long flags;
4016
4017         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4018
4019         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4020                 validate_slab_slab(s, page, map);
4021                 count++;
4022         }
4023         if (count != n->nr_partial)
4024                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4025                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4026
4027         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4028                 goto out;
4029
4030         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4031                 validate_slab_slab(s, page, map);
4032                 count++;
4033         }
4034         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4035                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4036                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4037                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4038
4039 out:
4040         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4041         return count;
4042 }
4043
4044 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4045 {
4046         int node;
4047         unsigned long count = 0;
4048         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4049                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4050
4051         if (!map)
4052                 return -ENOMEM;
4053
4054         flush_all(s);
4055         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4056                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4057
4058                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4059         }
4060         kfree(map);
4061         return count;
4062 }
4063 /*
4064  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4065  * and freed.
4066  */
4067
4068 struct location {
4069         unsigned long count;
4070         unsigned long addr;
4071         long long sum_time;
4072         long min_time;
4073         long max_time;
4074         long min_pid;
4075         long max_pid;
4076         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4077         nodemask_t nodes;
4078 };
4079
4080 struct loc_track {
4081         unsigned long max;
4082         unsigned long count;
4083         struct location *loc;
4084 };
4085
4086 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4087 {
4088         if (t->max)
4089                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4090                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4091 }
4092
4093 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4094 {
4095         struct location *l;
4096         int order;
4097
4098         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4099
4100         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4101         if (!l)
4102                 return 0;
4103
4104         if (t->count) {
4105                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4106                 free_loc_track(t);
4107         }
4108         t->max = max;
4109         t->loc = l;
4110         return 1;
4111 }
4112
4113 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4114                                 const struct track *track)
4115 {
4116         long start, end, pos;
4117         struct location *l;
4118         unsigned long caddr;
4119         unsigned long age = jiffies - track->when;
4120
4121         start = -1;
4122         end = t->count;
4123
4124         for ( ; ; ) {
4125                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4126
4127                 /*
4128                  * There is nothing at "end". If we end up there
4129                  * we need to add something to before end.
4130                  */
4131                 if (pos == end)
4132                         break;
4133
4134                 caddr = t->loc[pos].addr;
4135                 if (track->addr == caddr) {
4136
4137                         l = &t->loc[pos];
4138                         l->count++;
4139                         if (track->when) {
4140                                 l->sum_time += age;
4141                                 if (age < l->min_time)
4142                                         l->min_time = age;
4143                                 if (age > l->max_time)
4144                                         l->max_time = age;
4145
4146                                 if (track->pid < l->min_pid)
4147                                         l->min_pid = track->pid;
4148                                 if (track->pid > l->max_pid)
4149                                         l->max_pid = track->pid;
4150
4151                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4152                                                 to_cpumask(l->cpus));
4153                         }
4154                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4155                         return 1;
4156                 }
4157
4158                 if (track->addr < caddr)
4159                         end = pos;
4160                 else
4161                         start = pos;
4162         }
4163
4164         /*
4165          * Not found. Insert new tracking element.
4166          */
4167         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4168                 return 0;
4169
4170         l = t->loc + pos;
4171         if (pos < t->count)
4172                 memmove(l + 1, l,
4173                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4174         t->count++;
4175         l->count = 1;
4176         l->addr = track->addr;
4177         l->sum_time = age;
4178         l->min_time = age;
4179         l->max_time = age;
4180         l->min_pid = track->pid;
4181         l->max_pid = track->pid;
4182         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4183         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4184         nodes_clear(l->nodes);
4185         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4186         return 1;
4187 }
4188
4189 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4190                 struct page *page, enum track_item alloc,
4191                 unsigned long *map)
4192 {
4193         void *addr = page_address(page);
4194         void *p;
4195
4196         bitmap_zero(map, page->objects);
4197         get_map(s, page, map);
4198
4199         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4200                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4201                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4202 }
4203
4204 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4205                                         enum track_item alloc)
4206 {
4207         int len = 0;
4208         unsigned long i;
4209         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4210         int node;
4211         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4212                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4213
4214         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4215                                      GFP_TEMPORARY)) {
4216                 kfree(map);
4217                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4218         }
4219         /* Push back cpu slabs */
4220         flush_all(s);
4221
4222         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4223                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4224                 unsigned long flags;
4225                 struct page *page;
4226
4227                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4228                         continue;
4229
4230                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4231                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4232                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4233                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4234                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4235                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4236         }
4237
4238         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4239                 struct location *l = &t.loc[i];
4240
4241                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4242                         break;
4243                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4244
4245                 if (l->addr)
4246                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4247                 else
4248                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4249
4250                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4251                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4252                                 l->min_time,
4253                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4254                                 l->max_time);
4255                 } else
4256                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4257                                 l->min_time);
4258
4259                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4260                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4261                                 l->min_pid, l->max_pid);
4262                 else
4263                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4264                                 l->min_pid);
4265
4266                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4267                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4268                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4269                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4270                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4271                                                  to_cpumask(l->cpus));
4272                 }
4273
4274                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4275                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4276                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4277                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4278                                         l->nodes);
4279                 }
4280
4281                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4282         }
4283
4284         free_loc_track(&t);
4285         kfree(map);
4286         if (!t.count)
4287                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4288         return len;
4289 }
4290 #endif
4291
4292 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4293 static void resiliency_test(void)
4294 {
4295         u8 *p;
4296
4297         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4298
4299         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4300         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4301         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4302
4303         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4304         p[16] = 0x12;
4305         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4306                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4307
4308         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4309
4310         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4311         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4312         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4313         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4314                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4315         printk(KERN_ERR
4316                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4317
4318         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4319         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4320         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4321         *p = 0x56;
4322         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4323                                                                         p);
4324         printk(KERN_ERR
4325                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4326         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4327
4328         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4329         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4330         kfree(p);
4331         *p = 0x78;
4332         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4333         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4334
4335         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4336         kfree(p);
4337         p[50] = 0x9a;
4338         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4339                         p);
4340         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4341
4342         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4343         kfree(p);
4344         p[512] = 0xab;
4345         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4346         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4347 }
4348 #else
4349 #ifdef CONFIG_SYSFS
4350 static void resiliency_test(void) {};
4351 #endif
4352 #endif
4353
4354 #ifdef CONFIG_SYSFS
4355 enum slab_stat_type {
4356         SL_ALL,                 /* All slabs */
4357         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4358         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4359         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4360         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4361 };
4362
4363 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4364 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4365 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4366 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4367 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4368
4369 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4370                             char *buf, unsigned long flags)
4371 {
4372         unsigned long total = 0;
4373         int node;
4374         int x;
4375         unsigned long *nodes;
4376         unsigned long *per_cpu;
4377
4378         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4379         if (!nodes)
4380                 return -ENOMEM;
4381         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4382
4383         if (flags & SO_CPU) {
4384                 int cpu;
4385
4386                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4387                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4388                         int node;
4389                         struct page *page;
4390
4391                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4392                         if (!page)
4393                                 continue;
4394
4395                         node = page_to_nid(page);
4396                         if (flags & SO_TOTAL)
4397                                 x = page->objects;
4398                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4399                                 x = page->inuse;
4400                         else
4401                                 x = 1;
4402
4403                         total += x;
4404                         nodes[node] += x;
4405
4406                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4407                         if (page) {
4408                                 x = page->pobjects;
4409                                 total += x;
4410                                 nodes[node] += x;
4411                         }
4412
4413                         per_cpu[node]++;
4414                 }
4415         }
4416
4417         lock_memory_hotplug();
4418 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4419         if (flags & SO_ALL) {
4420                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4421                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4422
4423                 if (flags & SO_TOTAL)
4424                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4425                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4426                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4427                                 count_partial(n, count_free);
4428
4429                         else
4430                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4431                         total += x;
4432                         nodes[node] += x;
4433                 }
4434
4435         } else
4436 #endif
4437         if (flags & SO_PARTIAL) {
4438                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4439                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4440
4441                         if (flags & SO_TOTAL)
4442                                 x = count_partial(n, count_total);
4443                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4444                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4445                         else
4446                                 x = n->nr_partial;
4447                         total += x;
4448                         nodes[node] += x;
4449                 }
4450         }
4451         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4452 #ifdef CONFIG_NUMA
4453         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4454                 if (nodes[node])
4455                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4456                                         node, nodes[node]);
4457 #endif
4458         unlock_memory_hotplug();
4459         kfree(nodes);
4460         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4461 }
4462
4463 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4464 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4465 {
4466         int node;
4467
4468         for_each_online_node(node) {
4469                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4470
4471                 if (!n)
4472                         continue;
4473
4474                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4475                         return 1;
4476         }
4477         return 0;
4478 }
4479 #endif
4480
4481 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4482 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4483
4484 struct slab_attribute {
4485         struct attribute attr;
4486         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4487         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4488 };
4489
4490 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4491         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4492         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4493
4494 #define SLAB_ATTR(_name) \
4495         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4496         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4497
4498 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4499 {
4500         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4501 }
4502 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4503
4504 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4505 {
4506         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4507 }
4508 SLAB_ATTR_RO(align);
4509
4510 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4511 {
4512         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4513 }
4514 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4515
4516 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4517 {
4518         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4519 }
4520 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4521
4522 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4523                                 const char *buf, size_t length)
4524 {
4525         unsigned long order;
4526         int err;
4527
4528         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4529         if (err)
4530                 return err;
4531
4532         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4533                 return -EINVAL;
4534
4535         calculate_sizes(s, order);
4536         return length;
4537 }
4538
4539 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4540 {
4541         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4542 }
4543 SLAB_ATTR(order);
4544
4545 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4546 {
4547         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4548 }
4549
4550 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4551                                  size_t length)
4552 {
4553         unsigned long min;
4554         int err;
4555
4556         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4557         if (err)
4558                 return err;
4559
4560         set_min_partial(s, min);
4561         return length;
4562 }
4563 SLAB_ATTR(min_partial);
4564
4565 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4566 {
4567         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4568 }
4569
4570 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4571                                  size_t length)
4572 {
4573         unsigned long objects;
4574         int err;
4575
4576         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4577         if (err)
4578                 return err;
4579         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4580                 return -EINVAL;
4581
4582         s->cpu_partial = objects;
4583         flush_all(s);
4584         return length;
4585 }
4586 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4587
4588 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4589 {
4590         if (!s->ctor)
4591                 return 0;
4592         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4593 }
4594 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4595
4596 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4597 {
4598         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4599 }
4600 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4601
4602 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4603 {
4604         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4605 }
4606 SLAB_ATTR_RO(partial);
4607
4608 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4609 {
4610         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4611 }
4612 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4613
4614 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4615 {
4616         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4617 }
4618 SLAB_ATTR_RO(objects);
4619
4620 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4621 {
4622         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4623 }
4624 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4625
4626 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4627 {
4628         int objects = 0;
4629         int pages = 0;
4630         int cpu;
4631         int len;
4632
4633         for_each_online_cpu(cpu) {
4634                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4635
4636                 if (page) {
4637                         pages += page->pages;
4638                         objects += page->pobjects;
4639                 }
4640         }
4641
4642         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4643
4644 #ifdef CONFIG_SMP
4645         for_each_online_cpu(cpu) {
4646                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4647
4648                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4649                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4650                                 page->pobjects, page->pages);
4651         }
4652 #endif
4653         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4654 }
4655 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4656
4657 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4658 {
4659         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4660 }
4661
4662 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4663                                 const char *buf, size_t length)
4664 {
4665         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4666         if (buf[0] == '1')
4667                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4668         return length;
4669 }
4670 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4671
4672 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4675 }
4676 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4677
4678 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4679 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4680 {
4681         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4682 }
4683 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4684 #endif
4685
4686 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4687 {
4688         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4689 }
4690 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4691
4692 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4693 {
4694         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4695 }
4696 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4697
4698 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4699 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4700 {
4701         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4702 }
4703 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4704
4705 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4706 {
4707         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4708 }
4709 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4710
4711 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4712 {
4713         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4714 }
4715
4716 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4717                                 const char *buf, size_t length)
4718 {
4719         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4720         if (buf[0] == '1') {
4721                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4722                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4723         }
4724         return length;
4725 }
4726 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4727
4728 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4731 }
4732
4733 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4734                                                         size_t length)
4735 {
4736         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4737         if (buf[0] == '1') {
4738                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4739                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4740         }
4741         return length;
4742 }
4743 SLAB_ATTR(trace);
4744
4745 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4748 }
4749
4750 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4751                                 const char *buf, size_t length)
4752 {
4753         if (any_slab_objects(s))
4754                 return -EBUSY;
4755
4756         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4757         if (buf[0] == '1') {
4758                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4759                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4760         }
4761         calculate_sizes(s, -1);
4762         return length;
4763 }
4764 SLAB_ATTR(red_zone);
4765
4766 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4767 {
4768         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4769 }
4770
4771 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4772                                 const char *buf, size_t length)
4773 {
4774         if (any_slab_objects(s))
4775                 return -EBUSY;
4776
4777         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4778         if (buf[0] == '1') {
4779                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4780                 s->flags |= SLAB_POISON;
4781         }
4782         calculate_sizes(s, -1);
4783         return length;
4784 }
4785 SLAB_ATTR(poison);
4786
4787 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4788 {
4789         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4790 }
4791
4792 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4793                                 const char *buf, size_t length)
4794 {
4795         if (any_slab_objects(s))
4796                 return -EBUSY;
4797
4798         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4799         if (buf[0] == '1') {
4800                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4801                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4802         }
4803         calculate_sizes(s, -1);
4804         return length;
4805 }
4806 SLAB_ATTR(store_user);
4807
4808 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4809 {
4810         return 0;
4811 }
4812
4813 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4814                         const char *buf, size_t length)
4815 {
4816         int ret = -EINVAL;
4817
4818         if (buf[0] == '1') {
4819                 ret = validate_slab_cache(s);
4820                 if (ret >= 0)
4821                         ret = length;
4822         }
4823         return ret;
4824 }
4825 SLAB_ATTR(validate);
4826
4827 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4828 {
4829         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4830                 return -ENOSYS;
4831         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4832 }
4833 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4834
4835 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4836 {
4837         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4838                 return -ENOSYS;
4839         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4840 }
4841 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4842 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4843
4844 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4845 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4846 {
4847         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4848 }
4849
4850 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4851                                                         size_t length)
4852 {
4853         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4854         if (buf[0] == '1')
4855                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4856         return length;
4857 }
4858 SLAB_ATTR(failslab);
4859 #endif
4860
4861 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4862 {
4863         return 0;
4864 }
4865
4866 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4867                         const char *buf, size_t length)
4868 {
4869         if (buf[0] == '1') {
4870                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4871
4872                 if (rc)
4873                         return rc;
4874         } else
4875                 return -EINVAL;
4876         return length;
4877 }
4878 SLAB_ATTR(shrink);
4879
4880 #ifdef CONFIG_NUMA
4881 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4882 {
4883         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4884 }
4885
4886 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4887                                 const char *buf, size_t length)
4888 {
4889         unsigned long ratio;
4890         int err;
4891
4892         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4893         if (err)
4894                 return err;
4895
4896         if (ratio <= 100)
4897                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4898
4899         return length;
4900 }
4901 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4902 #endif
4903
4904 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4905 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4906 {
4907         unsigned long sum  = 0;
4908         int cpu;
4909         int len;
4910         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4911
4912         if (!data)
4913                 return -ENOMEM;
4914
4915         for_each_online_cpu(cpu) {
4916                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4917
4918                 data[cpu] = x;
4919                 sum += x;
4920         }
4921
4922         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4923
4924 #ifdef CONFIG_SMP
4925         for_each_online_cpu(cpu) {
4926                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4927                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4928         }
4929 #endif
4930         kfree(data);
4931         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4932 }
4933
4934 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4935 {
4936         int cpu;
4937
4938         for_each_online_cpu(cpu)
4939                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4940 }
4941
4942 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4943 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4944 {                                                               \
4945         return show_stat(s, buf, si);                           \
4946 }                                                               \
4947 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4948                                 const char *buf, size_t length) \
4949 {                                                               \
4950         if (buf[0] != '0')                                      \
4951                 return -EINVAL;                                 \
4952         clear_stat(s, si);                                      \
4953         return length;                                          \
4954 }                                                               \
4955 SLAB_ATTR(text);                                                \
4956
4957 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4958 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4959 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4960 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4961 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4962 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4963 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4964 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4965 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4966 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4967 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
4968 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4969 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4970 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4971 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4972 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4973 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4974 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4975 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
4976 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4977 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4978 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4979 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
4980 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
4981 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
4982 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
4983 #endif
4984
4985 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4986         &slab_size_attr.attr,
4987         &object_size_attr.attr,
4988         &objs_per_slab_attr.attr,
4989         &order_attr.attr,
4990         &min_partial_attr.attr,
4991         &cpu_partial_attr.attr,
4992         &objects_attr.attr,
4993         &objects_partial_attr.attr,
4994         &partial_attr.attr,
4995         &cpu_slabs_attr.attr,
4996         &ctor_attr.attr,
4997         &aliases_attr.attr,
4998         &align_attr.attr,
4999         &hwcache_align_attr.attr,
5000         &reclaim_account_attr.attr,
5001         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5002         &shrink_attr.attr,
5003         &reserved_attr.attr,
5004         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5005 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5006         &total_objects_attr.attr,
5007         &slabs_attr.attr,
5008         &sanity_checks_attr.attr,
5009         &trace_attr.attr,
5010         &red_zone_attr.attr,
5011         &poison_attr.attr,
5012         &store_user_attr.attr,
5013         &validate_attr.attr,
5014         &alloc_calls_attr.attr,
5015         &free_calls_attr.attr,
5016 #endif
5017 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5018         &cache_dma_attr.attr,
5019 #endif
5020 #ifdef CONFIG_NUMA
5021         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5022 #endif
5023 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5024         &alloc_fastpath_attr.attr,
5025         &alloc_slowpath_attr.attr,
5026         &free_fastpath_attr.attr,
5027         &free_slowpath_attr.attr,
5028         &free_frozen_attr.attr,
5029         &free_add_partial_attr.attr,
5030         &free_remove_partial_attr.attr,
5031         &alloc_from_partial_attr.attr,
5032         &alloc_slab_attr.attr,
5033         &alloc_refill_attr.attr,
5034         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5035         &free_slab_attr.attr,
5036         &cpuslab_flush_attr.attr,
5037         &deactivate_full_attr.attr,
5038         &deactivate_empty_attr.attr,
5039         &deactivate_to_head_attr.attr,
5040         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5041         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5042         &deactivate_bypass_attr.attr,
5043         &order_fallback_attr.attr,
5044         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5045         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5046         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5047         &cpu_partial_free_attr.attr,
5048         &cpu_partial_node_attr.attr,
5049         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5050 #endif
5051 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5052         &failslab_attr.attr,
5053 #endif
5054
5055         NULL
5056 };
5057
5058 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5059         .attrs = slab_attrs,
5060 };
5061
5062 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5063                                 struct attribute *attr,
5064                                 char *buf)
5065 {
5066         struct slab_attribute *attribute;
5067         struct kmem_cache *s;
5068         int err;
5069
5070         attribute = to_slab_attr(attr);
5071         s = to_slab(kobj);
5072
5073         if (!attribute->show)
5074                 return -EIO;
5075
5076         err = attribute->show(s, buf);
5077
5078         return err;
5079 }
5080
5081 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5082                                 struct attribute *attr,
5083                                 const char *buf, size_t len)
5084 {
5085         struct slab_attribute *attribute;
5086         struct kmem_cache *s;
5087         int err;
5088
5089         attribute = to_slab_attr(attr);
5090         s = to_slab(kobj);
5091
5092         if (!attribute->store)
5093                 return -EIO;
5094
5095         err = attribute->store(s, buf, len);
5096
5097         return err;
5098 }
5099
5100 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5101         .show = slab_attr_show,
5102         .store = slab_attr_store,
5103 };
5104
5105 static struct kobj_type slab_ktype = {
5106         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5107 };
5108
5109 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5110 {
5111         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5112
5113         if (ktype == &slab_ktype)
5114                 return 1;
5115         return 0;
5116 }
5117
5118 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5119         .filter = uevent_filter,
5120 };
5121
5122 static struct kset *slab_kset;
5123
5124 #define ID_STR_LENGTH 64
5125
5126 /* Create a unique string id for a slab cache:
5127  *
5128  * Format       :[flags-]size
5129  */
5130 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5131 {
5132         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5133         char *p = name;
5134
5135         BUG_ON(!name);
5136
5137         *p++ = ':';
5138         /*
5139          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5140          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5141          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5142          * are matched during merging to guarantee that the id is
5143          * unique.
5144          */
5145         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5146                 *p++ = 'd';
5147         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5148                 *p++ = 'a';
5149         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5150                 *p++ = 'F';
5151         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5152                 *p++ = 't';
5153         if (p != name + 1)
5154                 *p++ = '-';
5155         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5156
5157 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5158         if (!is_root_cache(s))
5159                 p += sprintf(p, "-%08d", memcg_cache_id(s->memcg_params->memcg));
5160 #endif
5161
5162         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5163         return name;
5164 }
5165
5166 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5167 {
5168         int err;
5169         const char *name;
5170         int unmergeable = slab_unmergeable(s);
5171
5172         if (unmergeable) {
5173                 /*
5174                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5175                  * This is typically the case for debug situations. In that
5176                  * case we can catch duplicate names easily.
5177                  */
5178                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5179                 name = s->name;
5180         } else {
5181                 /*
5182                  * Create a unique name for the slab as a target
5183                  * for the symlinks.
5184                  */
5185                 name = create_unique_id(s);
5186         }
5187
5188         s->kobj.kset = slab_kset;
5189         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5190         if (err) {
5191                 kobject_put(&s->kobj);
5192                 return err;
5193         }
5194
5195         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5196         if (err) {
5197                 kobject_del(&s->kobj);
5198                 kobject_put(&s->kobj);
5199                 return err;
5200         }
5201         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5202         if (!unmergeable) {
5203                 /* Setup first alias */
5204                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5205                 kfree(name);
5206         }
5207         return 0;
5208 }
5209
5210 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5211 {
5212         if (slab_state < FULL)
5213                 /*
5214                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5215                  * cache from sysfs.
5216                  */
5217                 return;
5218
5219         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5220         kobject_del(&s->kobj);
5221         kobject_put(&s->kobj);
5222 }
5223
5224 /*
5225  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5226  * available lest we lose that information.
5227  */
5228 struct saved_alias {
5229         struct kmem_cache *s;
5230         const char *name;
5231         struct saved_alias *next;
5232 };
5233
5234 static struct saved_alias *alias_list;
5235
5236 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5237 {
5238         struct saved_alias *al;
5239
5240         if (slab_state == FULL) {
5241                 /*
5242                  * If we have a leftover link then remove it.
5243                  */
5244                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5245                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5246         }
5247
5248         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5249         if (!al)
5250                 return -ENOMEM;
5251
5252         al->s = s;
5253         al->name = name;
5254         al->next = alias_list;
5255         alias_list = al;
5256         return 0;
5257 }
5258
5259 static int __init slab_sysfs_init(void)
5260 {
5261         struct kmem_cache *s;
5262         int err;
5263
5264         mutex_lock(&slab_mutex);
5265
5266         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5267         if (!slab_kset) {
5268                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5269                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5270                 return -ENOSYS;
5271         }
5272
5273         slab_state = FULL;
5274
5275         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5276                 err = sysfs_slab_add(s);
5277                 if (err)
5278                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5279                                                 " to sysfs\n", s->name);
5280         }
5281
5282         while (alias_list) {
5283                 struct saved_alias *al = alias_list;
5284
5285                 alias_list = alias_list->next;
5286                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5287                 if (err)
5288                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5289                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5290                 kfree(al);
5291         }
5292
5293         mutex_unlock(&slab_mutex);
5294         resiliency_test();
5295         return 0;
5296 }
5297
5298 __initcall(slab_sysfs_init);
5299 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5300
5301 /*
5302  * The /proc/slabinfo ABI
5303  */
5304 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5305 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5306 {
5307         unsigned long nr_partials = 0;
5308         unsigned long nr_slabs = 0;
5309         unsigned long nr_objs = 0;
5310         unsigned long nr_free = 0;
5311         int node;
5312
5313         for_each_online_node(node) {
5314                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5315
5316                 if (!n)
5317                         continue;
5318
5319                 nr_partials += n->nr_partial;
5320                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5321                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5322                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5323         }
5324
5325         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5326         sinfo->num_objs = nr_objs;
5327         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5328         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5329         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5330         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5331 }
5332
5333 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5334 {
5335 }
5336
5337 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5338                        size_t count, loff_t *ppos)
5339 {
5340         return -EIO;
5341 }
5342 #endif /* CONFIG_SLABINFO */