slab/mempolicy: always use local policy from interrupt context
[linux-3.10.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32 #include <linux/prefetch.h>
33
34 #include <trace/events/kmem.h>
35
36 /*
37  * Lock order:
38  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
39  *   2. node->list_lock
40  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
41  *
42  *   slub_lock
43  *
44  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
45  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
46  *
47  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
48  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
49  *   double word in the page struct. Meaning
50  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
51  *      B. page->counters       -> Counters of objects
52  *      C. page->frozen         -> frozen state
53  *
54  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
55  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
56  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
57  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
58  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
59  *
60  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
61  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
62  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
63  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
64  *   modified without taking the list lock).
65  *
66  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
67  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
68  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
69  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
70  *   the list lock.
71  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
72  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
73  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
74  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
75  *
76  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
77  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
78  *
79  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
80  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
81  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
82  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
83  * cannot scan all objects.
84  *
85  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
86  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
87  * fast frees and allocs.
88  *
89  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
90  *
91  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
92  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
93  *                      such as satisfying allocations for a specific
94  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
95  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
96  *                      list operations. It is up to the processor holding
97  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
98  *                      when the slab is no longer needed.
99  *
100  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
101  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
102  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
103  *                      freelist that allows lockless access to
104  *                      free objects in addition to the regular freelist
105  *                      that requires the slab lock.
106  *
107  * PageError            Slab requires special handling due to debug
108  *                      options set. This moves slab handling out of
109  *                      the fast path and disables lockless freelists.
110  */
111
112 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
113                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
114
115 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
116 {
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
119 #else
120         return 0;
121 #endif
122 }
123
124 /*
125  * Issues still to be resolved:
126  *
127  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
128  *
129  * - Variable sizing of the per node arrays
130  */
131
132 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
133 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
134
135 /* Enable to log cmpxchg failures */
136 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
137
138 /*
139  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
140  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
141  */
142 #define MIN_PARTIAL 5
143
144 /*
145  * Maximum number of desirable partial slabs.
146  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
147  * sort the partial list by the number of objects in the.
148  */
149 #define MAX_PARTIAL 10
150
151 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
152                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
153
154 /*
155  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
156  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
157  * metadata.
158  */
159 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
160
161 /*
162  * Set of flags that will prevent slab merging
163  */
164 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
165                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
166                 SLAB_FAILSLAB)
167
168 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
169                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
170
171 #define OO_SHIFT        16
172 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
173 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
174
175 /* Internal SLUB flags */
176 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
177 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
178
179 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 static enum {
186         DOWN,           /* No slab functionality available */
187         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
188         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
189         SYSFS           /* Sysfs up */
190 } slab_state = DOWN;
191
192 /* A list of all slab caches on the system */
193 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
194 static LIST_HEAD(slab_caches);
195
196 /*
197  * Tracking user of a slab.
198  */
199 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
200 struct track {
201         unsigned long addr;     /* Called from address */
202 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
203         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
204 #endif
205         int cpu;                /* Was running on cpu */
206         int pid;                /* Pid context */
207         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
208 };
209
210 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
211
212 #ifdef CONFIG_SYSFS
213 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
214 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
215 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
216
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
222 {
223         kfree(s->name);
224         kfree(s);
225 }
226
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
233 #endif
234 }
235
236 /********************************************************************
237  *                      Core slab cache functions
238  *******************************************************************/
239
240 int slab_is_available(void)
241 {
242         return slab_state >= UP;
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
246 {
247         return s->node[node];
248 }
249
250 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
251 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
252                                 struct page *page, const void *object)
253 {
254         void *base;
255
256         if (!object)
257                 return 1;
258
259         base = page_address(page);
260         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
261                 (object - base) % s->size) {
262                 return 0;
263         }
264
265         return 1;
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         return *(void **)(object + s->offset);
271 }
272
273 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         prefetch(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         void *p;
281
282 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
283         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
284 #else
285         p = get_freepointer(s, object);
286 #endif
287         return p;
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         *(void **)(object + s->offset) = fp;
293 }
294
295 /* Loop over all objects in a slab */
296 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
297         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
298                         __p += (__s)->size)
299
300 /* Determine object index from a given position */
301 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
302 {
303         return (p - addr) / s->size;
304 }
305
306 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
307 {
308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
309         /*
310          * Debugging requires use of the padding between object
311          * and whatever may come after it.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
314                 return s->object_size;
315
316 #endif
317         /*
318          * If we have the need to store the freelist pointer
319          * back there or track user information then we can
320          * only use the space before that information.
321          */
322         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
323                 return s->inuse;
324         /*
325          * Else we can use all the padding etc for the allocation
326          */
327         return s->size;
328 }
329
330 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
331 {
332         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
333 }
334
335 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
336                 unsigned long size, int reserved)
337 {
338         struct kmem_cache_order_objects x = {
339                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
340         };
341
342         return x;
343 }
344
345 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
346 {
347         return x.x >> OO_SHIFT;
348 }
349
350 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
351 {
352         return x.x & OO_MASK;
353 }
354
355 /*
356  * Per slab locking using the pagelock
357  */
358 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
359 {
360         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
364 {
365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
369 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
370                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
371                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
372                 const char *n)
373 {
374         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
377         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
378                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
379                         freelist_old, counters_old,
380                         freelist_new, counters_new))
381                 return 1;
382         } else
383 #endif
384         {
385                 slab_lock(page);
386                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return 1;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return 0;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                         freelist_old, counters_old,
415                         freelist_new, counters_new))
416                 return 1;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         page->counters = counters_new;
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return 1;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return 0;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * Object debugging
475  */
476 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
477 {
478         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
479                         length, 1);
480 }
481
482 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483         enum track_item alloc)
484 {
485         struct track *p;
486
487         if (s->offset)
488                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
489         else
490                 p = object + s->inuse;
491
492         return p + alloc;
493 }
494
495 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
496                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
497 {
498         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
499
500         if (addr) {
501 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
502                 struct stack_trace trace;
503                 int i;
504
505                 trace.nr_entries = 0;
506                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
507                 trace.entries = p->addrs;
508                 trace.skip = 3;
509                 save_stack_trace(&trace);
510
511                 /* See rant in lockdep.c */
512                 if (trace.nr_entries != 0 &&
513                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
514                         trace.nr_entries--;
515
516                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
517                         p->addrs[i] = 0;
518 #endif
519                 p->addr = addr;
520                 p->cpu = smp_processor_id();
521                 p->pid = current->pid;
522                 p->when = jiffies;
523         } else
524                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
525 }
526
527 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
528 {
529         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
530                 return;
531
532         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
533         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
534 }
535
536 static void print_track(const char *s, struct track *t)
537 {
538         if (!t->addr)
539                 return;
540
541         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
542                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
543 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
544         {
545                 int i;
546                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
547                         if (t->addrs[i])
548                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
549                         else
550                                 break;
551         }
552 #endif
553 }
554
555 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
556 {
557         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
558                 return;
559
560         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
561         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
562 }
563
564 static void print_page_info(struct page *page)
565 {
566         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
567                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
568
569 }
570
571 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
572 {
573         va_list args;
574         char buf[100];
575
576         va_start(args, fmt);
577         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
578         va_end(args);
579         printk(KERN_ERR "========================================"
580                         "=====================================\n");
581         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
582         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
583                         "-------------------------------------\n\n");
584 }
585
586 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
587 {
588         va_list args;
589         char buf[100];
590
591         va_start(args, fmt);
592         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
593         va_end(args);
594         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
616                         s->inuse - s->object_size);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
641 {
642         va_list args;
643         char buf[100];
644
645         va_start(args, fmt);
646         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
647         va_end(args);
648         slab_bug(s, "%s", buf);
649         print_page_info(page);
650         dump_stack();
651 }
652
653 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
654 {
655         u8 *p = object;
656
657         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
658                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
659                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
660         }
661
662         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
663                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
664 }
665
666 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
667                                                 void *from, void *to)
668 {
669         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
670         memset(from, data, to - from);
671 }
672
673 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
674                         u8 *object, char *what,
675                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
676 {
677         u8 *fault;
678         u8 *end;
679
680         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
681         if (!fault)
682                 return 1;
683
684         end = start + bytes;
685         while (end > fault && end[-1] == value)
686                 end--;
687
688         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
689         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
690                                         fault, end - 1, fault[0], value);
691         print_trailer(s, page, object);
692
693         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
694         return 0;
695 }
696
697 /*
698  * Object layout:
699  *
700  * object address
701  *      Bytes of the object to be managed.
702  *      If the freepointer may overlay the object then the free
703  *      pointer is the first word of the object.
704  *
705  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
706  *      0xa5 (POISON_END)
707  *
708  * object + s->object_size
709  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
710  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
711  *      object_size == inuse.
712  *
713  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
714  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
715  *
716  * object + s->inuse
717  *      Meta data starts here.
718  *
719  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
720  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
721  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
722  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
723  *              before the word boundary.
724  *
725  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
726  *
727  * object + s->size
728  *      Nothing is used beyond s->size.
729  *
730  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
731  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
732  * may be used with merged slabcaches.
733  */
734
735 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
736 {
737         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
738
739         if (s->offset)
740                 /* Freepointer is placed after the object. */
741                 off += sizeof(void *);
742
743         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
744                 /* We also have user information there */
745                 off += 2 * sizeof(struct track);
746
747         if (s->size == off)
748                 return 1;
749
750         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
751                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
752 }
753
754 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
755 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
756 {
757         u8 *start;
758         u8 *fault;
759         u8 *end;
760         int length;
761         int remainder;
762
763         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
764                 return 1;
765
766         start = page_address(page);
767         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
768         end = start + length;
769         remainder = length % s->size;
770         if (!remainder)
771                 return 1;
772
773         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
774         if (!fault)
775                 return 1;
776         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
777                 end--;
778
779         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
780         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
781
782         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
783         return 0;
784 }
785
786 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                                         void *object, u8 val)
788 {
789         u8 *p = object;
790         u8 *endobject = object + s->object_size;
791
792         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
793                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
794                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
795                         return 0;
796         } else {
797                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
798                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
799                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
800                 }
801         }
802
803         if (s->flags & SLAB_POISON) {
804                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
805                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
806                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
807                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
808                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
809                         return 0;
810                 /*
811                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
812                  */
813                 check_pad_bytes(s, page, p);
814         }
815
816         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
817                 /*
818                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
819                  * freepointer while object is allocated.
820                  */
821                 return 1;
822
823         /* Check free pointer validity */
824         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
825                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
826                 /*
827                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
828                  * of the free objects in this slab. May cause
829                  * another error because the object count is now wrong.
830                  */
831                 set_freepointer(s, p, NULL);
832                 return 0;
833         }
834         return 1;
835 }
836
837 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         int maxobj;
840
841         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
842
843         if (!PageSlab(page)) {
844                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
845                 return 0;
846         }
847
848         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
849         if (page->objects > maxobj) {
850                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
851                         s->name, page->objects, maxobj);
852                 return 0;
853         }
854         if (page->inuse > page->objects) {
855                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
856                         s->name, page->inuse, page->objects);
857                 return 0;
858         }
859         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
860         slab_pad_check(s, page);
861         return 1;
862 }
863
864 /*
865  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
866  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
867  */
868 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
869 {
870         int nr = 0;
871         void *fp;
872         void *object = NULL;
873         unsigned long max_objects;
874
875         fp = page->freelist;
876         while (fp && nr <= page->objects) {
877                 if (fp == search)
878                         return 1;
879                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
880                         if (object) {
881                                 object_err(s, page, object,
882                                         "Freechain corrupt");
883                                 set_freepointer(s, object, NULL);
884                                 break;
885                         } else {
886                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
887                                 page->freelist = NULL;
888                                 page->inuse = page->objects;
889                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
890                                 return 0;
891                         }
892                         break;
893                 }
894                 object = fp;
895                 fp = get_freepointer(s, object);
896                 nr++;
897         }
898
899         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
900         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
901                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
902
903         if (page->objects != max_objects) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
905                         "should be %d", page->objects, max_objects);
906                 page->objects = max_objects;
907                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
908         }
909         if (page->inuse != page->objects - nr) {
910                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
911                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
912                 page->inuse = page->objects - nr;
913                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
914         }
915         return search == NULL;
916 }
917
918 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
919                                                                 int alloc)
920 {
921         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
922                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
923                         s->name,
924                         alloc ? "alloc" : "free",
925                         object, page->inuse,
926                         page->freelist);
927
928                 if (!alloc)
929                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
930
931                 dump_stack();
932         }
933 }
934
935 /*
936  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
937  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
938  */
939 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
940 {
941         flags &= gfp_allowed_mask;
942         lockdep_trace_alloc(flags);
943         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
944
945         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
946 }
947
948 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
949 {
950         flags &= gfp_allowed_mask;
951         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
952         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
953 }
954
955 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
956 {
957         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
958
959         /*
960          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
961          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
962          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
963          */
964 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
965         {
966                 unsigned long flags;
967
968                 local_irq_save(flags);
969                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
970                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
971                 local_irq_restore(flags);
972         }
973 #endif
974         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
975                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
976 }
977
978 /*
979  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
980  *
981  * list_lock must be held.
982  */
983 static void add_full(struct kmem_cache *s,
984         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
985 {
986         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
987                 return;
988
989         list_add(&page->lru, &n->full);
990 }
991
992 /*
993  * list_lock must be held.
994  */
995 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
996 {
997         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
998                 return;
999
1000         list_del(&page->lru);
1001 }
1002
1003 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1004 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1005 {
1006         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1007
1008         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1009 }
1010
1011 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1012 {
1013         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1014 }
1015
1016 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1017 {
1018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1019
1020         /*
1021          * May be called early in order to allocate a slab for the
1022          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1023          * dilemma by deferring the increment of the count during
1024          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1025          */
1026         if (n) {
1027                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1028                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1029         }
1030 }
1031 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1036         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1037 }
1038
1039 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1040 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1041                                                                 void *object)
1042 {
1043         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1044                 return;
1045
1046         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1047         init_tracking(s, object);
1048 }
1049
1050 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1051                                         void *object, unsigned long addr)
1052 {
1053         if (!check_slab(s, page))
1054                 goto bad;
1055
1056         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1057                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1058                 goto bad;
1059         }
1060
1061         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1062                 goto bad;
1063
1064         /* Success perform special debug activities for allocs */
1065         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1066                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1067         trace(s, page, object, 1);
1068         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1069         return 1;
1070
1071 bad:
1072         if (PageSlab(page)) {
1073                 /*
1074                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1075                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1076                  * as used avoids touching the remaining objects.
1077                  */
1078                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1079                 page->inuse = page->objects;
1080                 page->freelist = NULL;
1081         }
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1086                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1087 {
1088         unsigned long flags;
1089         int rc = 0;
1090
1091         local_irq_save(flags);
1092         slab_lock(page);
1093
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 goto fail;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1099                 goto fail;
1100         }
1101
1102         if (on_freelist(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1108                 goto out;
1109
1110         if (unlikely(s != page->slab)) {
1111                 if (!PageSlab(page)) {
1112                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1113                                 "outside of slab", object);
1114                 } else if (!page->slab) {
1115                         printk(KERN_ERR
1116                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1117                                                 object);
1118                         dump_stack();
1119                 } else
1120                         object_err(s, page, object,
1121                                         "page slab pointer corrupt.");
1122                 goto fail;
1123         }
1124
1125         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1126                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1127         trace(s, page, object, 0);
1128         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1129         rc = 1;
1130 out:
1131         slab_unlock(page);
1132         local_irq_restore(flags);
1133         return rc;
1134
1135 fail:
1136         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1137         goto out;
1138 }
1139
1140 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1141 {
1142         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1143         if (*str++ != '=' || !*str)
1144                 /*
1145                  * No options specified. Switch on full debugging.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         if (*str == ',')
1150                 /*
1151                  * No options but restriction on slabs. This means full
1152                  * debugging for slabs matching a pattern.
1153                  */
1154                 goto check_slabs;
1155
1156         if (tolower(*str) == 'o') {
1157                 /*
1158                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1159                  * would increase as a result.
1160                  */
1161                 disable_higher_order_debug = 1;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         slub_debug = 0;
1166         if (*str == '-')
1167                 /*
1168                  * Switch off all debugging measures.
1169                  */
1170                 goto out;
1171
1172         /*
1173          * Determine which debug features should be switched on
1174          */
1175         for (; *str && *str != ','; str++) {
1176                 switch (tolower(*str)) {
1177                 case 'f':
1178                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1179                         break;
1180                 case 'z':
1181                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1182                         break;
1183                 case 'p':
1184                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1185                         break;
1186                 case 'u':
1187                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1188                         break;
1189                 case 't':
1190                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1191                         break;
1192                 case 'a':
1193                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1194                         break;
1195                 default:
1196                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1197                                 "unknown. skipped\n", *str);
1198                 }
1199         }
1200
1201 check_slabs:
1202         if (*str == ',')
1203                 slub_debug_slabs = str + 1;
1204 out:
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1209
1210 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1211         unsigned long flags, const char *name,
1212         void (*ctor)(void *))
1213 {
1214         /*
1215          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1216          */
1217         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1218                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1219                 flags |= slub_debug;
1220
1221         return flags;
1222 }
1223 #else
1224 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1225                         struct page *page, void *object) {}
1226
1227 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1228         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1229
1230 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1231         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1232
1233 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1234                         { return 1; }
1235 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1236                         void *object, u8 val) { return 1; }
1237 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1238                                         struct page *page) {}
1239 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1240 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1241         unsigned long flags, const char *name,
1242         void (*ctor)(void *))
1243 {
1244         return flags;
1245 }
1246 #define slub_debug 0
1247
1248 #define disable_higher_order_debug 0
1249
1250 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1251                                                         { return 0; }
1252 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1253                                                         { return 0; }
1254 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1255                                                         int objects) {}
1256 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1257                                                         int objects) {}
1258
1259 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1260                                                         { return 0; }
1261
1262 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1263                 void *object) {}
1264
1265 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1266
1267 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1268
1269 /*
1270  * Slab allocation and freeing
1271  */
1272 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1273                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1274 {
1275         int order = oo_order(oo);
1276
1277         flags |= __GFP_NOTRACK;
1278
1279         if (node == NUMA_NO_NODE)
1280                 return alloc_pages(flags, order);
1281         else
1282                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1283 }
1284
1285 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1286 {
1287         struct page *page;
1288         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1289         gfp_t alloc_gfp;
1290
1291         flags &= gfp_allowed_mask;
1292
1293         if (flags & __GFP_WAIT)
1294                 local_irq_enable();
1295
1296         flags |= s->allocflags;
1297
1298         /*
1299          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1300          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1301          */
1302         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1303
1304         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1305         if (unlikely(!page)) {
1306                 oo = s->min;
1307                 /*
1308                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1309                  * Try a lower order alloc if possible
1310                  */
1311                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1312
1313                 if (page)
1314                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1315         }
1316
1317         if (flags & __GFP_WAIT)
1318                 local_irq_disable();
1319
1320         if (!page)
1321                 return NULL;
1322
1323         if (kmemcheck_enabled
1324                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1325                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1326
1327                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1328
1329                 /*
1330                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1331                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1332                  */
1333                 if (s->ctor)
1334                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1335                 else
1336                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1337         }
1338
1339         page->objects = oo_objects(oo);
1340         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1341                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1342                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1343                 1 << oo_order(oo));
1344
1345         return page;
1346 }
1347
1348 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1349                                 void *object)
1350 {
1351         setup_object_debug(s, page, object);
1352         if (unlikely(s->ctor))
1353                 s->ctor(object);
1354 }
1355
1356 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1357 {
1358         struct page *page;
1359         void *start;
1360         void *last;
1361         void *p;
1362
1363         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1364
1365         page = allocate_slab(s,
1366                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1367         if (!page)
1368                 goto out;
1369
1370         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1371         page->slab = s;
1372         __SetPageSlab(page);
1373
1374         start = page_address(page);
1375
1376         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1377                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1378
1379         last = start;
1380         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1381                 setup_object(s, page, last);
1382                 set_freepointer(s, last, p);
1383                 last = p;
1384         }
1385         setup_object(s, page, last);
1386         set_freepointer(s, last, NULL);
1387
1388         page->freelist = start;
1389         page->inuse = page->objects;
1390         page->frozen = 1;
1391 out:
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1396 {
1397         int order = compound_order(page);
1398         int pages = 1 << order;
1399
1400         if (kmem_cache_debug(s)) {
1401                 void *p;
1402
1403                 slab_pad_check(s, page);
1404                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1405                                                 page->objects)
1406                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1407         }
1408
1409         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1410
1411         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1412                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1413                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1414                 -pages);
1415
1416         __ClearPageSlab(page);
1417         reset_page_mapcount(page);
1418         if (current->reclaim_state)
1419                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1420         __free_pages(page, order);
1421 }
1422
1423 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1424         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1425
1426 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1427 {
1428         struct page *page;
1429
1430         if (need_reserve_slab_rcu)
1431                 page = virt_to_head_page(h);
1432         else
1433                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1434
1435         __free_slab(page->slab, page);
1436 }
1437
1438 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1439 {
1440         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1441                 struct rcu_head *head;
1442
1443                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1444                         int order = compound_order(page);
1445                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1446
1447                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1448                         head = page_address(page) + offset;
1449                 } else {
1450                         /*
1451                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1452                          */
1453                         head = (void *)&page->lru;
1454                 }
1455
1456                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1457         } else
1458                 __free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1462 {
1463         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1464         free_slab(s, page);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Management of partially allocated slabs.
1469  *
1470  * list_lock must be held.
1471  */
1472 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1473                                 struct page *page, int tail)
1474 {
1475         n->nr_partial++;
1476         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1477                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1478         else
1479                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * list_lock must be held.
1484  */
1485 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1486                                         struct page *page)
1487 {
1488         list_del(&page->lru);
1489         n->nr_partial--;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1494  * return the pointer to the freelist.
1495  *
1496  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1497  *
1498  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1499  */
1500 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1501                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1502                 int mode)
1503 {
1504         void *freelist;
1505         unsigned long counters;
1506         struct page new;
1507
1508         /*
1509          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1510          * The old freelist is the list of objects for the
1511          * per cpu allocation list.
1512          */
1513         freelist = page->freelist;
1514         counters = page->counters;
1515         new.counters = counters;
1516         if (mode) {
1517                 new.inuse = page->objects;
1518                 new.freelist = NULL;
1519         } else {
1520                 new.freelist = freelist;
1521         }
1522
1523         VM_BUG_ON(new.frozen);
1524         new.frozen = 1;
1525
1526         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1527                         freelist, counters,
1528                         new.freelist, new.counters,
1529                         "acquire_slab"))
1530                 return NULL;
1531
1532         remove_partial(n, page);
1533         WARN_ON(!freelist);
1534         return freelist;
1535 }
1536
1537 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1538
1539 /*
1540  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1541  */
1542 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1543                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1544 {
1545         struct page *page, *page2;
1546         void *object = NULL;
1547
1548         /*
1549          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1550          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1551          * partial slab and there is none available then get_partials()
1552          * will return NULL.
1553          */
1554         if (!n || !n->nr_partial)
1555                 return NULL;
1556
1557         spin_lock(&n->list_lock);
1558         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1559                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1560                 int available;
1561
1562                 if (!t)
1563                         break;
1564
1565                 if (!object) {
1566                         c->page = page;
1567                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1568                         object = t;
1569                         available =  page->objects - page->inuse;
1570                 } else {
1571                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1572                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1573                 }
1574                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1575                         break;
1576
1577         }
1578         spin_unlock(&n->list_lock);
1579         return object;
1580 }
1581
1582 /*
1583  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1584  */
1585 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1586                 struct kmem_cache_cpu *c)
1587 {
1588 #ifdef CONFIG_NUMA
1589         struct zonelist *zonelist;
1590         struct zoneref *z;
1591         struct zone *zone;
1592         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1593         void *object;
1594         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1595
1596         /*
1597          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1598          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1599          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1600          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1601          *
1602          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1603          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1604          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1605          * from other nodes and filled up.
1606          *
1607          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1608          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1609          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1610          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1611          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1612          * with available objects.
1613          */
1614         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1615                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1616                 return NULL;
1617
1618         do {
1619                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1620                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1621                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1622                         struct kmem_cache_node *n;
1623
1624                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1625
1626                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1627                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1628                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1629                                 if (object) {
1630                                         /*
1631                                          * Return the object even if
1632                                          * put_mems_allowed indicated that
1633                                          * the cpuset mems_allowed was
1634                                          * updated in parallel. It's a
1635                                          * harmless race between the alloc
1636                                          * and the cpuset update.
1637                                          */
1638                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1639                                         return object;
1640                                 }
1641                         }
1642                 }
1643         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1644 #endif
1645         return NULL;
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Get a partial page, lock it and return it.
1650  */
1651 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1652                 struct kmem_cache_cpu *c)
1653 {
1654         void *object;
1655         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1656
1657         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1658         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1659                 return object;
1660
1661         return get_any_partial(s, flags, c);
1662 }
1663
1664 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1665 /*
1666  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1667  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1668  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1669  */
1670 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1671 #else
1672 /*
1673  * No preemption supported therefore also no need to check for
1674  * different cpus.
1675  */
1676 #define TID_STEP 1
1677 #endif
1678
1679 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1680 {
1681         return tid + TID_STEP;
1682 }
1683
1684 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1685 {
1686         return tid % TID_STEP;
1687 }
1688
1689 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1690 {
1691         return tid / TID_STEP;
1692 }
1693
1694 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1695 {
1696         return cpu;
1697 }
1698
1699 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1700                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1701 {
1702 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1703         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1704
1705         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1706
1707 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1708         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1709                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1710                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1711         else
1712 #endif
1713         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1714                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1715                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1716         else
1717                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1718                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1719 #endif
1720         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1721 }
1722
1723 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1724 {
1725         int cpu;
1726
1727         for_each_possible_cpu(cpu)
1728                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Remove the cpu slab
1733  */
1734 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1735 {
1736         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1737         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1738         int lock = 0;
1739         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1740         void *nextfree;
1741         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1742         struct page new;
1743         struct page old;
1744
1745         if (page->freelist) {
1746                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1747                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1748         }
1749
1750         /*
1751          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1752          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1753          * last one.
1754          *
1755          * There is no need to take the list->lock because the page
1756          * is still frozen.
1757          */
1758         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1759                 void *prior;
1760                 unsigned long counters;
1761
1762                 do {
1763                         prior = page->freelist;
1764                         counters = page->counters;
1765                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1766                         new.counters = counters;
1767                         new.inuse--;
1768                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1769
1770                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1771                         prior, counters,
1772                         freelist, new.counters,
1773                         "drain percpu freelist"));
1774
1775                 freelist = nextfree;
1776         }
1777
1778         /*
1779          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1780          * list presence reflects the actual number of objects
1781          * during unfreeze.
1782          *
1783          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1784          * with the count. If there is a mismatch then the page
1785          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1786          *
1787          * Then we restart the process which may have to remove
1788          * the page from the list that we just put it on again
1789          * because the number of objects in the slab may have
1790          * changed.
1791          */
1792 redo:
1793
1794         old.freelist = page->freelist;
1795         old.counters = page->counters;
1796         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1797
1798         /* Determine target state of the slab */
1799         new.counters = old.counters;
1800         if (freelist) {
1801                 new.inuse--;
1802                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1803                 new.freelist = freelist;
1804         } else
1805                 new.freelist = old.freelist;
1806
1807         new.frozen = 0;
1808
1809         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1810                 m = M_FREE;
1811         else if (new.freelist) {
1812                 m = M_PARTIAL;
1813                 if (!lock) {
1814                         lock = 1;
1815                         /*
1816                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1817                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1818                          * is frozen
1819                          */
1820                         spin_lock(&n->list_lock);
1821                 }
1822         } else {
1823                 m = M_FULL;
1824                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1825                         lock = 1;
1826                         /*
1827                          * This also ensures that the scanning of full
1828                          * slabs from diagnostic functions will not see
1829                          * any frozen slabs.
1830                          */
1831                         spin_lock(&n->list_lock);
1832                 }
1833         }
1834
1835         if (l != m) {
1836
1837                 if (l == M_PARTIAL)
1838
1839                         remove_partial(n, page);
1840
1841                 else if (l == M_FULL)
1842
1843                         remove_full(s, page);
1844
1845                 if (m == M_PARTIAL) {
1846
1847                         add_partial(n, page, tail);
1848                         stat(s, tail);
1849
1850                 } else if (m == M_FULL) {
1851
1852                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1853                         add_full(s, n, page);
1854
1855                 }
1856         }
1857
1858         l = m;
1859         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1860                                 old.freelist, old.counters,
1861                                 new.freelist, new.counters,
1862                                 "unfreezing slab"))
1863                 goto redo;
1864
1865         if (lock)
1866                 spin_unlock(&n->list_lock);
1867
1868         if (m == M_FREE) {
1869                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1870                 discard_slab(s, page);
1871                 stat(s, FREE_SLAB);
1872         }
1873 }
1874
1875 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1876 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1877 {
1878         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1879         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1880         struct page *page, *discard_page = NULL;
1881
1882         while ((page = c->partial)) {
1883                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1884                 enum slab_modes l, m;
1885                 struct page new;
1886                 struct page old;
1887
1888                 c->partial = page->next;
1889                 l = M_FREE;
1890
1891                 do {
1892
1893                         old.freelist = page->freelist;
1894                         old.counters = page->counters;
1895                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1896
1897                         new.counters = old.counters;
1898                         new.freelist = old.freelist;
1899
1900                         new.frozen = 0;
1901
1902                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1903                                 m = M_FREE;
1904                         else {
1905                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1906                                                         page_to_nid(page));
1907
1908                                 m = M_PARTIAL;
1909                                 if (n != n2) {
1910                                         if (n)
1911                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1912
1913                                         n = n2;
1914                                         spin_lock(&n->list_lock);
1915                                 }
1916                         }
1917
1918                         if (l != m) {
1919                                 if (l == M_PARTIAL) {
1920                                         remove_partial(n, page);
1921                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1922                                 } else {
1923                                         add_partial(n, page,
1924                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1925                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1926                                 }
1927
1928                                 l = m;
1929                         }
1930
1931                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1932                                 old.freelist, old.counters,
1933                                 new.freelist, new.counters,
1934                                 "unfreezing slab"));
1935
1936                 if (m == M_FREE) {
1937                         page->next = discard_page;
1938                         discard_page = page;
1939                 }
1940         }
1941
1942         if (n)
1943                 spin_unlock(&n->list_lock);
1944
1945         while (discard_page) {
1946                 page = discard_page;
1947                 discard_page = discard_page->next;
1948
1949                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1950                 discard_slab(s, page);
1951                 stat(s, FREE_SLAB);
1952         }
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1957  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1958  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1959  * onto a random cpus partial slot.
1960  *
1961  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1962  * per node partial list.
1963  */
1964 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1965 {
1966         struct page *oldpage;
1967         int pages;
1968         int pobjects;
1969
1970         do {
1971                 pages = 0;
1972                 pobjects = 0;
1973                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1974
1975                 if (oldpage) {
1976                         pobjects = oldpage->pobjects;
1977                         pages = oldpage->pages;
1978                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1979                                 unsigned long flags;
1980                                 /*
1981                                  * partial array is full. Move the existing
1982                                  * set to the per node partial list.
1983                                  */
1984                                 local_irq_save(flags);
1985                                 unfreeze_partials(s);
1986                                 local_irq_restore(flags);
1987                                 pobjects = 0;
1988                                 pages = 0;
1989                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1990                         }
1991                 }
1992
1993                 pages++;
1994                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1995
1996                 page->pages = pages;
1997                 page->pobjects = pobjects;
1998                 page->next = oldpage;
1999
2000         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2001         return pobjects;
2002 }
2003
2004 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2005 {
2006         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2007         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2008
2009         c->tid = next_tid(c->tid);
2010         c->page = NULL;
2011         c->freelist = NULL;
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Flush cpu slab.
2016  *
2017  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2018  */
2019 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2020 {
2021         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2022
2023         if (likely(c)) {
2024                 if (c->page)
2025                         flush_slab(s, c);
2026
2027                 unfreeze_partials(s);
2028         }
2029 }
2030
2031 static void flush_cpu_slab(void *d)
2032 {
2033         struct kmem_cache *s = d;
2034
2035         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2036 }
2037
2038 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2039 {
2040         struct kmem_cache *s = info;
2041         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2042
2043         return c->page || c->partial;
2044 }
2045
2046 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2047 {
2048         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2053  * locality expectations.
2054  */
2055 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2056 {
2057 #ifdef CONFIG_NUMA
2058         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2059                 return 0;
2060 #endif
2061         return 1;
2062 }
2063
2064 static int count_free(struct page *page)
2065 {
2066         return page->objects - page->inuse;
2067 }
2068
2069 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2070                                         int (*get_count)(struct page *))
2071 {
2072         unsigned long flags;
2073         unsigned long x = 0;
2074         struct page *page;
2075
2076         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2077         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2078                 x += get_count(page);
2079         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2080         return x;
2081 }
2082
2083 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2084 {
2085 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2086         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2087 #else
2088         return 0;
2089 #endif
2090 }
2091
2092 static noinline void
2093 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2094 {
2095         int node;
2096
2097         printk(KERN_WARNING
2098                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2099                 nid, gfpflags);
2100         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2101                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2102                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2103
2104         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2105                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2106                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2107
2108         for_each_online_node(node) {
2109                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2110                 unsigned long nr_slabs;
2111                 unsigned long nr_objs;
2112                 unsigned long nr_free;
2113
2114                 if (!n)
2115                         continue;
2116
2117                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2118                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2119                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2120
2121                 printk(KERN_WARNING
2122                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2123                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2124         }
2125 }
2126
2127 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2128                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2129 {
2130         void *freelist;
2131         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2132         struct page *page;
2133
2134         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2135
2136         if (freelist)
2137                 return freelist;
2138
2139         page = new_slab(s, flags, node);
2140         if (page) {
2141                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2142                 if (c->page)
2143                         flush_slab(s, c);
2144
2145                 /*
2146                  * No other reference to the page yet so we can
2147                  * muck around with it freely without cmpxchg
2148                  */
2149                 freelist = page->freelist;
2150                 page->freelist = NULL;
2151
2152                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2153                 c->page = page;
2154                 *pc = c;
2155         } else
2156                 freelist = NULL;
2157
2158         return freelist;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2163  * or deactivate the page.
2164  *
2165  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2166  *
2167  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2168  */
2169 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2170 {
2171         struct page new;
2172         unsigned long counters;
2173         void *freelist;
2174
2175         do {
2176                 freelist = page->freelist;
2177                 counters = page->counters;
2178
2179                 new.counters = counters;
2180                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2181
2182                 new.inuse = page->objects;
2183                 new.frozen = freelist != NULL;
2184
2185         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2186                 freelist, counters,
2187                 NULL, new.counters,
2188                 "get_freelist"));
2189
2190         return freelist;
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2195  * debugging duties.
2196  *
2197  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2198  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2199  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2200  *
2201  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2202  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2203  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2204  *
2205  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2206  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2207  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2208  */
2209 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2210                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2211 {
2212         void *freelist;
2213         struct page *page;
2214         unsigned long flags;
2215
2216         local_irq_save(flags);
2217 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2218         /*
2219          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2220          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2221          * pointer.
2222          */
2223         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2224 #endif
2225
2226         page = c->page;
2227         if (!page)
2228                 goto new_slab;
2229 redo:
2230
2231         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2232                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2233                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2234                 c->page = NULL;
2235                 c->freelist = NULL;
2236                 goto new_slab;
2237         }
2238
2239         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2240         freelist = c->freelist;
2241         if (freelist)
2242                 goto load_freelist;
2243
2244         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2245
2246         freelist = get_freelist(s, page);
2247
2248         if (!freelist) {
2249                 c->page = NULL;
2250                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2251                 goto new_slab;
2252         }
2253
2254         stat(s, ALLOC_REFILL);
2255
2256 load_freelist:
2257         /*
2258          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2259          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2260          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2261          */
2262         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2263         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2264         c->tid = next_tid(c->tid);
2265         local_irq_restore(flags);
2266         return freelist;
2267
2268 new_slab:
2269
2270         if (c->partial) {
2271                 page = c->page = c->partial;
2272                 c->partial = page->next;
2273                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2274                 c->freelist = NULL;
2275                 goto redo;
2276         }
2277
2278         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2279
2280         if (unlikely(!freelist)) {
2281                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2282                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2283
2284                 local_irq_restore(flags);
2285                 return NULL;
2286         }
2287
2288         page = c->page;
2289         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2290                 goto load_freelist;
2291
2292         /* Only entered in the debug case */
2293         if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2294                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2295
2296         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2297         c->page = NULL;
2298         c->freelist = NULL;
2299         local_irq_restore(flags);
2300         return freelist;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2305  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2306  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2307  *
2308  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2309  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2310  *
2311  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2312  */
2313 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2314                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2315 {
2316         void **object;
2317         struct kmem_cache_cpu *c;
2318         struct page *page;
2319         unsigned long tid;
2320
2321         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2322                 return NULL;
2323
2324 redo:
2325
2326         /*
2327          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2328          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2329          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2330          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2331          */
2332         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2333
2334         /*
2335          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2336          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2337          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2338          * linked list in between.
2339          */
2340         tid = c->tid;
2341         barrier();
2342
2343         object = c->freelist;
2344         page = c->page;
2345         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2346
2347                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2348
2349         else {
2350                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2351
2352                 /*
2353                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2354                  * operation and if we are on the right processor.
2355                  *
2356                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2357                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2358                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2359                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2360                  *
2361                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2362                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2363                  */
2364                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2365                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2366                                 object, tid,
2367                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2368
2369                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2370                         goto redo;
2371                 }
2372                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2373                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2374         }
2375
2376         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2377                 memset(object, 0, s->object_size);
2378
2379         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2380
2381         return object;
2382 }
2383
2384 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2385 {
2386         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2387
2388         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2389
2390         return ret;
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2393
2394 #ifdef CONFIG_TRACING
2395 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2396 {
2397         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2398         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2399         return ret;
2400 }
2401 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2402
2403 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2404 {
2405         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2406         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2407         return ret;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2410 #endif
2411
2412 #ifdef CONFIG_NUMA
2413 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2414 {
2415         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2416
2417         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2418                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2419
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2423
2424 #ifdef CONFIG_TRACING
2425 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2426                                     gfp_t gfpflags,
2427                                     int node, size_t size)
2428 {
2429         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2430
2431         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2432                            size, s->size, gfpflags, node);
2433         return ret;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2436 #endif
2437 #endif
2438
2439 /*
2440  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2441  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2442  *
2443  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2444  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2445  * handling required then we can return immediately.
2446  */
2447 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2448                         void *x, unsigned long addr)
2449 {
2450         void *prior;
2451         void **object = (void *)x;
2452         int was_frozen;
2453         int inuse;
2454         struct page new;
2455         unsigned long counters;
2456         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2457         unsigned long uninitialized_var(flags);
2458
2459         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2460
2461         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2462                 return;
2463
2464         do {
2465                 prior = page->freelist;
2466                 counters = page->counters;
2467                 set_freepointer(s, object, prior);
2468                 new.counters = counters;
2469                 was_frozen = new.frozen;
2470                 new.inuse--;
2471                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2472
2473                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2474
2475                                 /*
2476                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2477                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2478                                  */
2479                                 new.frozen = 1;
2480
2481                         else { /* Needs to be taken off a list */
2482
2483                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2484                                 /*
2485                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2486                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2487                                  * drop the list_lock without any processing.
2488                                  *
2489                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2490                                  * other processors updating the list of slabs.
2491                                  */
2492                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2493
2494                         }
2495                 }
2496                 inuse = new.inuse;
2497
2498         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2499                 prior, counters,
2500                 object, new.counters,
2501                 "__slab_free"));
2502
2503         if (likely(!n)) {
2504
2505                 /*
2506                  * If we just froze the page then put it onto the
2507                  * per cpu partial list.
2508                  */
2509                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2510                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2511                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2512                 }
2513                 /*
2514                  * The list lock was not taken therefore no list
2515                  * activity can be necessary.
2516                  */
2517                 if (was_frozen)
2518                         stat(s, FREE_FROZEN);
2519                 return;
2520         }
2521
2522         /*
2523          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2524          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2525          */
2526         if (was_frozen)
2527                 stat(s, FREE_FROZEN);
2528         else {
2529                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2530                         goto slab_empty;
2531
2532                 /*
2533                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2534                  * then add it.
2535                  */
2536                 if (unlikely(!prior)) {
2537                         remove_full(s, page);
2538                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2539                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2540                 }
2541         }
2542         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2543         return;
2544
2545 slab_empty:
2546         if (prior) {
2547                 /*
2548                  * Slab on the partial list.
2549                  */
2550                 remove_partial(n, page);
2551                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2552         } else
2553                 /* Slab must be on the full list */
2554                 remove_full(s, page);
2555
2556         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2557         stat(s, FREE_SLAB);
2558         discard_slab(s, page);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2563  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2564  *
2565  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2566  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2567  * the item before.
2568  *
2569  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2570  * with all sorts of special processing.
2571  */
2572 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2573                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2574 {
2575         void **object = (void *)x;
2576         struct kmem_cache_cpu *c;
2577         unsigned long tid;
2578
2579         slab_free_hook(s, x);
2580
2581 redo:
2582         /*
2583          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2584          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2585          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2586          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2587          */
2588         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2589
2590         tid = c->tid;
2591         barrier();
2592
2593         if (likely(page == c->page)) {
2594                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2595
2596                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2597                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2598                                 c->freelist, tid,
2599                                 object, next_tid(tid)))) {
2600
2601                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2602                         goto redo;
2603                 }
2604                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2605         } else
2606                 __slab_free(s, page, x, addr);
2607
2608 }
2609
2610 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2611 {
2612         struct page *page;
2613
2614         page = virt_to_head_page(x);
2615
2616         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2617
2618         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2619 }
2620 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2621
2622 /*
2623  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2624  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2625  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2626  * another.
2627  *
2628  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2629  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2630  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2631  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2632  * locking overhead.
2633  */
2634
2635 /*
2636  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2637  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2638  * and increases the number of allocations possible without having to
2639  * take the list_lock.
2640  */
2641 static int slub_min_order;
2642 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2643 static int slub_min_objects;
2644
2645 /*
2646  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2647  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2648  */
2649 static int slub_nomerge;
2650
2651 /*
2652  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2653  *
2654  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2655  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2656  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2657  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2658  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2659  * would be wasted.
2660  *
2661  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2662  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2663  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2664  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2665  *
2666  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2667  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2668  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2669  * of space in favor of a small page order.
2670  *
2671  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2672  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2673  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2674  * the smallest order which will fit the object.
2675  */
2676 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2677                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2678 {
2679         int order;
2680         int rem;
2681         int min_order = slub_min_order;
2682
2683         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2684                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2685
2686         for (order = max(min_order,
2687                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2688                         order <= max_order; order++) {
2689
2690                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2691
2692                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2693                         continue;
2694
2695                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2696
2697                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2698                         break;
2699
2700         }
2701
2702         return order;
2703 }
2704
2705 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2706 {
2707         int order;
2708         int min_objects;
2709         int fraction;
2710         int max_objects;
2711
2712         /*
2713          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2714          * works by first attempting to generate a layout with
2715          * the best configuration and backing off gradually.
2716          *
2717          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2718          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2719          */
2720         min_objects = slub_min_objects;
2721         if (!min_objects)
2722                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2723         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2724         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2725
2726         while (min_objects > 1) {
2727                 fraction = 16;
2728                 while (fraction >= 4) {
2729                         order = slab_order(size, min_objects,
2730                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2731                         if (order <= slub_max_order)
2732                                 return order;
2733                         fraction /= 2;
2734                 }
2735                 min_objects--;
2736         }
2737
2738         /*
2739          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2740          * lets see if we can place a single object there.
2741          */
2742         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2743         if (order <= slub_max_order)
2744                 return order;
2745
2746         /*
2747          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2748          */
2749         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2750         if (order < MAX_ORDER)
2751                 return order;
2752         return -ENOSYS;
2753 }
2754
2755 /*
2756  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2757  */
2758 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2759                 unsigned long align, unsigned long size)
2760 {
2761         /*
2762          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2763          * suggestion if the object is sufficiently large.
2764          *
2765          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2766          * alignment though. If that is greater then use it.
2767          */
2768         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2769                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2770                 while (size <= ralign / 2)
2771                         ralign /= 2;
2772                 align = max(align, ralign);
2773         }
2774
2775         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2776                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2777
2778         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2779 }
2780
2781 static void
2782 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2783 {
2784         n->nr_partial = 0;
2785         spin_lock_init(&n->list_lock);
2786         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2787 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2788         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2789         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2790         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2791 #endif
2792 }
2793
2794 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2795 {
2796         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2797                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2798
2799         /*
2800          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2801          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2802          */
2803         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2804                                      2 * sizeof(void *));
2805
2806         if (!s->cpu_slab)
2807                 return 0;
2808
2809         init_kmem_cache_cpus(s);
2810
2811         return 1;
2812 }
2813
2814 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2815
2816 /*
2817  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2818  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2819  * possible.
2820  *
2821  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2822  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2823  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2824  */
2825 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2826 {
2827         struct page *page;
2828         struct kmem_cache_node *n;
2829
2830         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2831
2832         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2833
2834         BUG_ON(!page);
2835         if (page_to_nid(page) != node) {
2836                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2837                                 "node %d\n", node);
2838                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2839                                 "in order to be able to continue\n");
2840         }
2841
2842         n = page->freelist;
2843         BUG_ON(!n);
2844         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2845         page->inuse = 1;
2846         page->frozen = 0;
2847         kmem_cache_node->node[node] = n;
2848 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2849         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2850         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2851 #endif
2852         init_kmem_cache_node(n);
2853         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2854
2855         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2856 }
2857
2858 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2859 {
2860         int node;
2861
2862         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2863                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2864
2865                 if (n)
2866                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2867
2868                 s->node[node] = NULL;
2869         }
2870 }
2871
2872 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2873 {
2874         int node;
2875
2876         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2877                 struct kmem_cache_node *n;
2878
2879                 if (slab_state == DOWN) {
2880                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2881                         continue;
2882                 }
2883                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2884                                                 GFP_KERNEL, node);
2885
2886                 if (!n) {
2887                         free_kmem_cache_nodes(s);
2888                         return 0;
2889                 }
2890
2891                 s->node[node] = n;
2892                 init_kmem_cache_node(n);
2893         }
2894         return 1;
2895 }
2896
2897 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2898 {
2899         if (min < MIN_PARTIAL)
2900                 min = MIN_PARTIAL;
2901         else if (min > MAX_PARTIAL)
2902                 min = MAX_PARTIAL;
2903         s->min_partial = min;
2904 }
2905
2906 /*
2907  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2908  * a slab object.
2909  */
2910 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2911 {
2912         unsigned long flags = s->flags;
2913         unsigned long size = s->object_size;
2914         unsigned long align = s->align;
2915         int order;
2916
2917         /*
2918          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2919          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2920          * the possible location of the free pointer.
2921          */
2922         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2923
2924 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2925         /*
2926          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2927          * the slab may touch the object after free or before allocation
2928          * then we should never poison the object itself.
2929          */
2930         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2931                         !s->ctor)
2932                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2933         else
2934                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2935
2936
2937         /*
2938          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2939          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2940          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2941          */
2942         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2943                 size += sizeof(void *);
2944 #endif
2945
2946         /*
2947          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2948          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2949          */
2950         s->inuse = size;
2951
2952         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2953                 s->ctor)) {
2954                 /*
2955                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2956                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2957                  * kmem_cache_free.
2958                  *
2959                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2960                  * destructor or are poisoning the objects.
2961                  */
2962                 s->offset = size;
2963                 size += sizeof(void *);
2964         }
2965
2966 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2967         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2968                 /*
2969                  * Need to store information about allocs and frees after
2970                  * the object.
2971                  */
2972                 size += 2 * sizeof(struct track);
2973
2974         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2975                 /*
2976                  * Add some empty padding so that we can catch
2977                  * overwrites from earlier objects rather than let
2978                  * tracking information or the free pointer be
2979                  * corrupted if a user writes before the start
2980                  * of the object.
2981                  */
2982                 size += sizeof(void *);
2983 #endif
2984
2985         /*
2986          * Determine the alignment based on various parameters that the
2987          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2988          * on bootup.
2989          */
2990         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2991         s->align = align;
2992
2993         /*
2994          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2995          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2996          * each object to conform to the alignment.
2997          */
2998         size = ALIGN(size, align);
2999         s->size = size;
3000         if (forced_order >= 0)
3001                 order = forced_order;
3002         else
3003                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3004
3005         if (order < 0)
3006                 return 0;
3007
3008         s->allocflags = 0;
3009         if (order)
3010                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3011
3012         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3013                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3014
3015         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3016                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3017
3018         /*
3019          * Determine the number of objects per slab
3020          */
3021         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3022         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3023         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3024                 s->max = s->oo;
3025
3026         return !!oo_objects(s->oo);
3027
3028 }
3029
3030 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3031                 const char *name, size_t size,
3032                 size_t align, unsigned long flags,
3033                 void (*ctor)(void *))
3034 {
3035         memset(s, 0, kmem_size);
3036         s->name = name;
3037         s->ctor = ctor;
3038         s->object_size = size;
3039         s->align = align;
3040         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3041         s->reserved = 0;
3042
3043         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3044                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3045
3046         if (!calculate_sizes(s, -1))
3047                 goto error;
3048         if (disable_higher_order_debug) {
3049                 /*
3050                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3051                  * order increased.
3052                  */
3053                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3054                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3055                         s->offset = 0;
3056                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3057                                 goto error;
3058                 }
3059         }
3060
3061 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3062     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3063         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3064                 /* Enable fast mode */
3065                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3066 #endif
3067
3068         /*
3069          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3070          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3071          */
3072         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3073
3074         /*
3075          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3076          * per cpu partial lists of a processor.
3077          *
3078          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3079          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3080          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3081          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3082          *
3083          * This setting also determines
3084          *
3085          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3086          *    per node list when we reach the limit.
3087          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3088          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3089          *    to keep some capacity around for frees.
3090          */
3091         if (kmem_cache_debug(s))
3092                 s->cpu_partial = 0;
3093         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3094                 s->cpu_partial = 2;
3095         else if (s->size >= 1024)
3096                 s->cpu_partial = 6;
3097         else if (s->size >= 256)
3098                 s->cpu_partial = 13;
3099         else
3100                 s->cpu_partial = 30;
3101
3102         s->refcount = 1;
3103 #ifdef CONFIG_NUMA
3104         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3105 #endif
3106         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3107                 goto error;
3108
3109         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3110                 return 1;
3111
3112         free_kmem_cache_nodes(s);
3113 error:
3114         if (flags & SLAB_PANIC)
3115                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3116                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3117                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3118                         s->offset, flags);
3119         return 0;
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Determine the size of a slab object
3124  */
3125 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3126 {
3127         return s->object_size;
3128 }
3129 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3130
3131 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3132                                                         const char *text)
3133 {
3134 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3135         void *addr = page_address(page);
3136         void *p;
3137         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3138                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3139         if (!map)
3140                 return;
3141         slab_err(s, page, "%s", text);
3142         slab_lock(page);
3143
3144         get_map(s, page, map);
3145         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3146
3147                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3148                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3149                                                         p, p - addr);
3150                         print_tracking(s, p);
3151                 }
3152         }
3153         slab_unlock(page);
3154         kfree(map);
3155 #endif
3156 }
3157
3158 /*
3159  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3160  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3161  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3162  */
3163 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3164 {
3165         struct page *page, *h;
3166
3167         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3168                 if (!page->inuse) {
3169                         remove_partial(n, page);
3170                         discard_slab(s, page);
3171                 } else {
3172                         list_slab_objects(s, page,
3173                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3174                 }
3175         }
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Release all resources used by a slab cache.
3180  */
3181 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3182 {
3183         int node;
3184
3185         flush_all(s);
3186         free_percpu(s->cpu_slab);
3187         /* Attempt to free all objects */
3188         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3189                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3190
3191                 free_partial(s, n);
3192                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3193                         return 1;
3194         }
3195         free_kmem_cache_nodes(s);
3196         return 0;
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3201  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3202  */
3203 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3204 {
3205         down_write(&slub_lock);
3206         s->refcount--;
3207         if (!s->refcount) {
3208                 list_del(&s->list);
3209                 up_write(&slub_lock);
3210                 if (kmem_cache_close(s)) {
3211                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3212                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3213                         dump_stack();
3214                 }
3215                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3216                         rcu_barrier();
3217                 sysfs_slab_remove(s);
3218         } else
3219                 up_write(&slub_lock);
3220 }
3221 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3222
3223 /********************************************************************
3224  *              Kmalloc subsystem
3225  *******************************************************************/
3226
3227 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3228 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3229
3230 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3231
3232 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3233 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3234 #endif
3235
3236 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3237 {
3238         get_option(&str, &slub_min_order);
3239
3240         return 1;
3241 }
3242
3243 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3244
3245 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3246 {
3247         get_option(&str, &slub_max_order);
3248         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3249
3250         return 1;
3251 }
3252
3253 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3254
3255 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3256 {
3257         get_option(&str, &slub_min_objects);
3258
3259         return 1;
3260 }
3261
3262 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3263
3264 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3265 {
3266         slub_nomerge = 1;
3267         return 1;
3268 }
3269
3270 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3271
3272 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3273                                                 int size, unsigned int flags)
3274 {
3275         struct kmem_cache *s;
3276
3277         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3278
3279         /*
3280          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3281          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3282          */
3283         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3284                                                                 flags, NULL))
3285                 goto panic;
3286
3287         list_add(&s->list, &slab_caches);
3288         return s;
3289
3290 panic:
3291         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3292         return NULL;
3293 }
3294
3295 /*
3296  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3297  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3298  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3299  * fls.
3300  */
3301 static s8 size_index[24] = {
3302         3,      /* 8 */
3303         4,      /* 16 */
3304         5,      /* 24 */
3305         5,      /* 32 */
3306         6,      /* 40 */
3307         6,      /* 48 */
3308         6,      /* 56 */
3309         6,      /* 64 */
3310         1,      /* 72 */
3311         1,      /* 80 */
3312         1,      /* 88 */
3313         1,      /* 96 */
3314         7,      /* 104 */
3315         7,      /* 112 */
3316         7,      /* 120 */
3317         7,      /* 128 */
3318         2,      /* 136 */
3319         2,      /* 144 */
3320         2,      /* 152 */
3321         2,      /* 160 */
3322         2,      /* 168 */
3323         2,      /* 176 */
3324         2,      /* 184 */
3325         2       /* 192 */
3326 };
3327
3328 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3329 {
3330         return (bytes - 1) / 8;
3331 }
3332
3333 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3334 {
3335         int index;
3336
3337         if (size <= 192) {
3338                 if (!size)
3339                         return ZERO_SIZE_PTR;
3340
3341                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3342         } else
3343                 index = fls(size - 1);
3344
3345 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3346         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3347                 return kmalloc_dma_caches[index];
3348
3349 #endif
3350         return kmalloc_caches[index];
3351 }
3352
3353 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3354 {
3355         struct kmem_cache *s;
3356         void *ret;
3357
3358         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3359                 return kmalloc_large(size, flags);
3360
3361         s = get_slab(size, flags);
3362
3363         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3364                 return s;
3365
3366         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3367
3368         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3369
3370         return ret;
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3373
3374 #ifdef CONFIG_NUMA
3375 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3376 {
3377         struct page *page;
3378         void *ptr = NULL;
3379
3380         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3381         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3382         if (page)
3383                 ptr = page_address(page);
3384
3385         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3386         return ptr;
3387 }
3388
3389 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3390 {
3391         struct kmem_cache *s;
3392         void *ret;
3393
3394         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3395                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3396
3397                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3398                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3399                                    flags, node);
3400
3401                 return ret;
3402         }
3403
3404         s = get_slab(size, flags);
3405
3406         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3407                 return s;
3408
3409         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3410
3411         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3412
3413         return ret;
3414 }
3415 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3416 #endif
3417
3418 size_t ksize(const void *object)
3419 {
3420         struct page *page;
3421
3422         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3423                 return 0;
3424
3425         page = virt_to_head_page(object);
3426
3427         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3428                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3429                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3430         }
3431
3432         return slab_ksize(page->slab);
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3435
3436 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3437 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3438 {
3439         struct page *page;
3440         void *object = (void *)x;
3441         unsigned long flags;
3442         bool rv;
3443
3444         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3445                 return false;
3446
3447         local_irq_save(flags);
3448
3449         page = virt_to_head_page(x);
3450         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3451                 /* maybe it was from stack? */
3452                 rv = true;
3453                 goto out_unlock;
3454         }
3455
3456         slab_lock(page);
3457         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3458                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3459                 rv = false;
3460         } else {
3461                 rv = true;
3462         }
3463         slab_unlock(page);
3464
3465 out_unlock:
3466         local_irq_restore(flags);
3467         return rv;
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3470 #endif
3471
3472 void kfree(const void *x)
3473 {
3474         struct page *page;
3475         void *object = (void *)x;
3476
3477         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3478
3479         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3480                 return;
3481
3482         page = virt_to_head_page(x);
3483         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3484                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3485                 kmemleak_free(x);
3486                 put_page(page);
3487                 return;
3488         }
3489         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3490 }
3491 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3492
3493 /*
3494  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3495  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3496  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3497  * and thus they can be removed from the partial lists.
3498  *
3499  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3500  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3501  * are freed in them.
3502  */
3503 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3504 {
3505         int node;
3506         int i;
3507         struct kmem_cache_node *n;
3508         struct page *page;
3509         struct page *t;
3510         int objects = oo_objects(s->max);
3511         struct list_head *slabs_by_inuse =
3512                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3513         unsigned long flags;
3514
3515         if (!slabs_by_inuse)
3516                 return -ENOMEM;
3517
3518         flush_all(s);
3519         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3520                 n = get_node(s, node);
3521
3522                 if (!n->nr_partial)
3523                         continue;
3524
3525                 for (i = 0; i < objects; i++)
3526                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3527
3528                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3529
3530                 /*
3531                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3532                  *
3533                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3534                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3535                  */
3536                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3537                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3538                         if (!page->inuse)
3539                                 n->nr_partial--;
3540                 }
3541
3542                 /*
3543                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3544                  * first and the least used slabs at the end.
3545                  */
3546                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3547                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3548
3549                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3550
3551                 /* Release empty slabs */
3552                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3553                         discard_slab(s, page);
3554         }
3555
3556         kfree(slabs_by_inuse);
3557         return 0;
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3560
3561 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3562 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3563 {
3564         struct kmem_cache *s;
3565
3566         down_read(&slub_lock);
3567         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3568                 kmem_cache_shrink(s);
3569         up_read(&slub_lock);
3570
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3575 {
3576         struct kmem_cache_node *n;
3577         struct kmem_cache *s;
3578         struct memory_notify *marg = arg;
3579         int offline_node;
3580
3581         offline_node = marg->status_change_nid;
3582
3583         /*
3584          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3585          * for it yet.
3586          */
3587         if (offline_node < 0)
3588                 return;
3589
3590         down_read(&slub_lock);
3591         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3592                 n = get_node(s, offline_node);
3593                 if (n) {
3594                         /*
3595                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3596                          * that is going down. We were unable to free them,
3597                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3598                          * callback. So, we must fail.
3599                          */
3600                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3601
3602                         s->node[offline_node] = NULL;
3603                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3604                 }
3605         }
3606         up_read(&slub_lock);
3607 }
3608
3609 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3610 {
3611         struct kmem_cache_node *n;
3612         struct kmem_cache *s;
3613         struct memory_notify *marg = arg;
3614         int nid = marg->status_change_nid;
3615         int ret = 0;
3616
3617         /*
3618          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3619          * already created. Nothing to do.
3620          */
3621         if (nid < 0)
3622                 return 0;
3623
3624         /*
3625          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3626          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3627          * online.
3628          */
3629         down_read(&slub_lock);
3630         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3631                 /*
3632                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3633                  *      since memory is not yet available from the node that
3634                  *      is brought up.
3635                  */
3636                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3637                 if (!n) {
3638                         ret = -ENOMEM;
3639                         goto out;
3640                 }
3641                 init_kmem_cache_node(n);
3642                 s->node[nid] = n;
3643         }
3644 out:
3645         up_read(&slub_lock);
3646         return ret;
3647 }
3648
3649 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3650                                 unsigned long action, void *arg)
3651 {
3652         int ret = 0;
3653
3654         switch (action) {
3655         case MEM_GOING_ONLINE:
3656                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3657                 break;
3658         case MEM_GOING_OFFLINE:
3659                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3660                 break;
3661         case MEM_OFFLINE:
3662         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3663                 slab_mem_offline_callback(arg);
3664                 break;
3665         case MEM_ONLINE:
3666         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3667                 break;
3668         }
3669         if (ret)
3670                 ret = notifier_from_errno(ret);
3671         else
3672                 ret = NOTIFY_OK;
3673         return ret;
3674 }
3675
3676 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3677
3678 /********************************************************************
3679  *                      Basic setup of slabs
3680  *******************************************************************/
3681
3682 /*
3683  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3684  * the page allocator
3685  */
3686
3687 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3688 {
3689         int node;
3690
3691         list_add(&s->list, &slab_caches);
3692         s->refcount = -1;
3693
3694         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3695                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3696                 struct page *p;
3697
3698                 if (n) {
3699                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3700                                 p->slab = s;
3701
3702 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3703                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3704                                 p->slab = s;
3705 #endif
3706                 }
3707         }
3708 }
3709
3710 void __init kmem_cache_init(void)
3711 {
3712         int i;
3713         int caches = 0;
3714         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3715         int order;
3716         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3717         unsigned long kmalloc_size;
3718
3719         if (debug_guardpage_minorder())
3720                 slub_max_order = 0;
3721
3722         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3723                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3724
3725         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3726         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3727         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3728         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3729
3730         /*
3731          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3732          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3733          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3734          */
3735         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3736
3737         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3738                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3739                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3740
3741         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3742
3743         /* Able to allocate the per node structures */
3744         slab_state = PARTIAL;
3745
3746         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3747         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3748                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3749         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3750         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3751
3752         /*
3753          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3754          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3755          * update any list pointers.
3756          */
3757         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3758
3759         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3760         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3761
3762         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3763
3764         caches++;
3765         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3766         caches++;
3767         /* Free temporary boot structure */
3768         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3769
3770         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3771
3772         /*
3773          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3774          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3775          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3776          *
3777          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3778          * handle the index determination for the smaller caches.
3779          *
3780          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3781          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3782          */
3783         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3784                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3785
3786         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3787                 int elem = size_index_elem(i);
3788                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3789                         break;
3790                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3791         }
3792
3793         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3794                 /*
3795                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3796                  * is 64 byte.
3797                  */
3798                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3799                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3800         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3801                 /*
3802                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3803                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3804                  * instead.
3805                  */
3806                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3807                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3808         }
3809
3810         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3811         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3812                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3813                 caches++;
3814         }
3815
3816         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3817                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3818                 caches++;
3819         }
3820
3821         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3822                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3823                 caches++;
3824         }
3825
3826         slab_state = UP;
3827
3828         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3829         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3830                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3831                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3832         }
3833
3834         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3835                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3836                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3837         }
3838
3839         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3840                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3841
3842                 BUG_ON(!s);
3843                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3844         }
3845
3846 #ifdef CONFIG_SMP
3847         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3848 #endif
3849
3850 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3851         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3852                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3853
3854                 if (s && s->size) {
3855                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3856                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3857
3858                         BUG_ON(!name);
3859                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3860                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3861                 }
3862         }
3863 #endif
3864         printk(KERN_INFO
3865                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3866                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3867                 caches, cache_line_size(),
3868                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3869                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3870 }
3871
3872 void __init kmem_cache_init_late(void)
3873 {
3874 }
3875
3876 /*
3877  * Find a mergeable slab cache
3878  */
3879 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3880 {
3881         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3882                 return 1;
3883
3884         if (s->ctor)
3885                 return 1;
3886
3887         /*
3888          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3889          */
3890         if (s->refcount < 0)
3891                 return 1;
3892
3893         return 0;
3894 }
3895
3896 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3897                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3898                 void (*ctor)(void *))
3899 {
3900         struct kmem_cache *s;
3901
3902         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3903                 return NULL;
3904
3905         if (ctor)
3906                 return NULL;
3907
3908         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3909         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3910         size = ALIGN(size, align);
3911         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3912
3913         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3914                 if (slab_unmergeable(s))
3915                         continue;
3916
3917                 if (size > s->size)
3918                         continue;
3919
3920                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3921                                 continue;
3922                 /*
3923                  * Check if alignment is compatible.
3924                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3925                  */
3926                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3927                         continue;
3928
3929                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3930                         continue;
3931
3932                 return s;
3933         }
3934         return NULL;
3935 }
3936
3937 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3938                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3939 {
3940         struct kmem_cache *s;
3941         char *n;
3942
3943         if (WARN_ON(!name))
3944                 return NULL;
3945
3946         down_write(&slub_lock);
3947         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3948         if (s) {
3949                 s->refcount++;
3950                 /*
3951                  * Adjust the object sizes so that we clear
3952                  * the complete object on kzalloc.
3953                  */
3954                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3955                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3956
3957                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3958                         s->refcount--;
3959                         goto err;
3960                 }
3961                 up_write(&slub_lock);
3962                 return s;
3963         }
3964
3965         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3966         if (!n)
3967                 goto err;
3968
3969         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3970         if (s) {
3971                 if (kmem_cache_open(s, n,
3972                                 size, align, flags, ctor)) {
3973                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3974                         up_write(&slub_lock);
3975                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3976                                 down_write(&slub_lock);
3977                                 list_del(&s->list);
3978                                 kfree(n);
3979                                 kfree(s);
3980                                 goto err;
3981                         }
3982                         return s;
3983                 }
3984                 kfree(s);
3985         }
3986         kfree(n);
3987 err:
3988         up_write(&slub_lock);
3989
3990         if (flags & SLAB_PANIC)
3991                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3992         else
3993                 s = NULL;
3994         return s;
3995 }
3996 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3997
3998 #ifdef CONFIG_SMP
3999 /*
4000  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
4001  * necessary.
4002  */
4003 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4004                 unsigned long action, void *hcpu)
4005 {
4006         long cpu = (long)hcpu;
4007         struct kmem_cache *s;
4008         unsigned long flags;
4009
4010         switch (action) {
4011         case CPU_UP_CANCELED:
4012         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4013         case CPU_DEAD:
4014         case CPU_DEAD_FROZEN:
4015                 down_read(&slub_lock);
4016                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4017                         local_irq_save(flags);
4018                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4019                         local_irq_restore(flags);
4020                 }
4021                 up_read(&slub_lock);
4022                 break;
4023         default:
4024                 break;
4025         }
4026         return NOTIFY_OK;
4027 }
4028
4029 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4030         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4031 };
4032
4033 #endif
4034
4035 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4036 {
4037         struct kmem_cache *s;
4038         void *ret;
4039
4040         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4041                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4042
4043         s = get_slab(size, gfpflags);
4044
4045         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4046                 return s;
4047
4048         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4049
4050         /* Honor the call site pointer we received. */
4051         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4052
4053         return ret;
4054 }
4055
4056 #ifdef CONFIG_NUMA
4057 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4058                                         int node, unsigned long caller)
4059 {
4060         struct kmem_cache *s;
4061         void *ret;
4062
4063         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4064                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4065
4066                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4067                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4068                                    gfpflags, node);
4069
4070                 return ret;
4071         }
4072
4073         s = get_slab(size, gfpflags);
4074
4075         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4076                 return s;
4077
4078         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4079
4080         /* Honor the call site pointer we received. */
4081         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4082
4083         return ret;
4084 }
4085 #endif
4086
4087 #ifdef CONFIG_SYSFS
4088 static int count_inuse(struct page *page)
4089 {
4090         return page->inuse;
4091 }
4092
4093 static int count_total(struct page *page)
4094 {
4095         return page->objects;
4096 }
4097 #endif
4098
4099 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4100 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4101                                                 unsigned long *map)
4102 {
4103         void *p;
4104         void *addr = page_address(page);
4105
4106         if (!check_slab(s, page) ||
4107                         !on_freelist(s, page, NULL))
4108                 return 0;
4109
4110         /* Now we know that a valid freelist exists */
4111         bitmap_zero(map, page->objects);
4112
4113         get_map(s, page, map);
4114         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4115                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4116                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4117                                 return 0;
4118         }
4119
4120         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4121                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4122                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4123                                 return 0;
4124         return 1;
4125 }
4126
4127 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4128                                                 unsigned long *map)
4129 {
4130         slab_lock(page);
4131         validate_slab(s, page, map);
4132         slab_unlock(page);
4133 }
4134
4135 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4136                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4137 {
4138         unsigned long count = 0;
4139         struct page *page;
4140         unsigned long flags;
4141
4142         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4143
4144         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4145                 validate_slab_slab(s, page, map);
4146                 count++;
4147         }
4148         if (count != n->nr_partial)
4149                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4150                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4151
4152         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4153                 goto out;
4154
4155         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4156                 validate_slab_slab(s, page, map);
4157                 count++;
4158         }
4159         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4160                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4161                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4162                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4163
4164 out:
4165         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4166         return count;
4167 }
4168
4169 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4170 {
4171         int node;
4172         unsigned long count = 0;
4173         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4174                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4175
4176         if (!map)
4177                 return -ENOMEM;
4178
4179         flush_all(s);
4180         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4181                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4182
4183                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4184         }
4185         kfree(map);
4186         return count;
4187 }
4188 /*
4189  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4190  * and freed.
4191  */
4192
4193 struct location {
4194         unsigned long count;
4195         unsigned long addr;
4196         long long sum_time;
4197         long min_time;
4198         long max_time;
4199         long min_pid;
4200         long max_pid;
4201         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4202         nodemask_t nodes;
4203 };
4204
4205 struct loc_track {
4206         unsigned long max;
4207         unsigned long count;
4208         struct location *loc;
4209 };
4210
4211 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4212 {
4213         if (t->max)
4214                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4215                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4216 }
4217
4218 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4219 {
4220         struct location *l;
4221         int order;
4222
4223         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4224
4225         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4226         if (!l)
4227                 return 0;
4228
4229         if (t->count) {
4230                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4231                 free_loc_track(t);
4232         }
4233         t->max = max;
4234         t->loc = l;
4235         return 1;
4236 }
4237
4238 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4239                                 const struct track *track)
4240 {
4241         long start, end, pos;
4242         struct location *l;
4243         unsigned long caddr;
4244         unsigned long age = jiffies - track->when;
4245
4246         start = -1;
4247         end = t->count;
4248
4249         for ( ; ; ) {
4250                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4251
4252                 /*
4253                  * There is nothing at "end". If we end up there
4254                  * we need to add something to before end.
4255                  */
4256                 if (pos == end)
4257                         break;
4258
4259                 caddr = t->loc[pos].addr;
4260                 if (track->addr == caddr) {
4261
4262                         l = &t->loc[pos];
4263                         l->count++;
4264                         if (track->when) {
4265                                 l->sum_time += age;
4266                                 if (age < l->min_time)
4267                                         l->min_time = age;
4268                                 if (age > l->max_time)
4269                                         l->max_time = age;
4270
4271                                 if (track->pid < l->min_pid)
4272                                         l->min_pid = track->pid;
4273                                 if (track->pid > l->max_pid)
4274                                         l->max_pid = track->pid;
4275
4276                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4277                                                 to_cpumask(l->cpus));
4278                         }
4279                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4280                         return 1;
4281                 }
4282
4283                 if (track->addr < caddr)
4284                         end = pos;
4285                 else
4286                         start = pos;
4287         }
4288
4289         /*
4290          * Not found. Insert new tracking element.
4291          */
4292         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4293                 return 0;
4294
4295         l = t->loc + pos;
4296         if (pos < t->count)
4297                 memmove(l + 1, l,
4298                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4299         t->count++;
4300         l->count = 1;
4301         l->addr = track->addr;
4302         l->sum_time = age;
4303         l->min_time = age;
4304         l->max_time = age;
4305         l->min_pid = track->pid;
4306         l->max_pid = track->pid;
4307         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4308         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4309         nodes_clear(l->nodes);
4310         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4311         return 1;
4312 }
4313
4314 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4315                 struct page *page, enum track_item alloc,
4316                 unsigned long *map)
4317 {
4318         void *addr = page_address(page);
4319         void *p;
4320
4321         bitmap_zero(map, page->objects);
4322         get_map(s, page, map);
4323
4324         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4325                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4326                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4327 }
4328
4329 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4330                                         enum track_item alloc)
4331 {
4332         int len = 0;
4333         unsigned long i;
4334         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4335         int node;
4336         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4337                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4338
4339         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4340                                      GFP_TEMPORARY)) {
4341                 kfree(map);
4342                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4343         }
4344         /* Push back cpu slabs */
4345         flush_all(s);
4346
4347         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4348                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4349                 unsigned long flags;
4350                 struct page *page;
4351
4352                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4353                         continue;
4354
4355                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4356                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4357                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4358                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4359                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4360                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4361         }
4362
4363         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4364                 struct location *l = &t.loc[i];
4365
4366                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4367                         break;
4368                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4369
4370                 if (l->addr)
4371                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4372                 else
4373                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4374
4375                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4376                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4377                                 l->min_time,
4378                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4379                                 l->max_time);
4380                 } else
4381                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4382                                 l->min_time);
4383
4384                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4385                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4386                                 l->min_pid, l->max_pid);
4387                 else
4388                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4389                                 l->min_pid);
4390
4391                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4392                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4393                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4394                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4395                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4396                                                  to_cpumask(l->cpus));
4397                 }
4398
4399                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4400                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4401                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4402                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4403                                         l->nodes);
4404                 }
4405
4406                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4407         }
4408
4409         free_loc_track(&t);
4410         kfree(map);
4411         if (!t.count)
4412                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4413         return len;
4414 }
4415 #endif
4416
4417 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4418 static void resiliency_test(void)
4419 {
4420         u8 *p;
4421
4422         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4423
4424         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4425         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4426         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4427
4428         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4429         p[16] = 0x12;
4430         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4431                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4432
4433         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4434
4435         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4436         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4437         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4438         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4439                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4440         printk(KERN_ERR
4441                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4442
4443         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4444         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4445         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4446         *p = 0x56;
4447         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4448                                                                         p);
4449         printk(KERN_ERR
4450                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4451         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4452
4453         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4454         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4455         kfree(p);
4456         *p = 0x78;
4457         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4458         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4459
4460         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4461         kfree(p);
4462         p[50] = 0x9a;
4463         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4464                         p);
4465         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4466
4467         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4468         kfree(p);
4469         p[512] = 0xab;
4470         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4471         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4472 }
4473 #else
4474 #ifdef CONFIG_SYSFS
4475 static void resiliency_test(void) {};
4476 #endif
4477 #endif
4478
4479 #ifdef CONFIG_SYSFS
4480 enum slab_stat_type {
4481         SL_ALL,                 /* All slabs */
4482         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4483         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4484         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4485         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4486 };
4487
4488 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4489 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4490 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4491 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4492 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4493
4494 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4495                             char *buf, unsigned long flags)
4496 {
4497         unsigned long total = 0;
4498         int node;
4499         int x;
4500         unsigned long *nodes;
4501         unsigned long *per_cpu;
4502
4503         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4504         if (!nodes)
4505                 return -ENOMEM;
4506         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4507
4508         if (flags & SO_CPU) {
4509                 int cpu;
4510
4511                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4512                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4513                         int node;
4514                         struct page *page;
4515
4516                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4517                         if (!page)
4518                                 continue;
4519
4520                         node = page_to_nid(page);
4521                         if (flags & SO_TOTAL)
4522                                 x = page->objects;
4523                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4524                                 x = page->inuse;
4525                         else
4526                                 x = 1;
4527
4528                         total += x;
4529                         nodes[node] += x;
4530
4531                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4532                         if (page) {
4533                                 x = page->pobjects;
4534                                 total += x;
4535                                 nodes[node] += x;
4536                         }
4537
4538                         per_cpu[node]++;
4539                 }
4540         }
4541
4542         lock_memory_hotplug();
4543 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4544         if (flags & SO_ALL) {
4545                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4546                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4547
4548                 if (flags & SO_TOTAL)
4549                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4550                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4551                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4552                                 count_partial(n, count_free);
4553
4554                         else
4555                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4556                         total += x;
4557                         nodes[node] += x;
4558                 }
4559
4560         } else
4561 #endif
4562         if (flags & SO_PARTIAL) {
4563                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4564                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4565
4566                         if (flags & SO_TOTAL)
4567                                 x = count_partial(n, count_total);
4568                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4569                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4570                         else
4571                                 x = n->nr_partial;
4572                         total += x;
4573                         nodes[node] += x;
4574                 }
4575         }
4576         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4577 #ifdef CONFIG_NUMA
4578         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4579                 if (nodes[node])
4580                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4581                                         node, nodes[node]);
4582 #endif
4583         unlock_memory_hotplug();
4584         kfree(nodes);
4585         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4586 }
4587
4588 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4589 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4590 {
4591         int node;
4592
4593         for_each_online_node(node) {
4594                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4595
4596                 if (!n)
4597                         continue;
4598
4599                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4600                         return 1;
4601         }
4602         return 0;
4603 }
4604 #endif
4605
4606 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4607 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4608
4609 struct slab_attribute {
4610         struct attribute attr;
4611         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4612         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4613 };
4614
4615 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4616         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4617         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4618
4619 #define SLAB_ATTR(_name) \
4620         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4621         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4622
4623 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4626 }
4627 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4628
4629 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4632 }
4633 SLAB_ATTR_RO(align);
4634
4635 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4636 {
4637         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4638 }
4639 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4640
4641 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4642 {
4643         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4644 }
4645 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4646
4647 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4648                                 const char *buf, size_t length)
4649 {
4650         unsigned long order;
4651         int err;
4652
4653         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4654         if (err)
4655                 return err;
4656
4657         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4658                 return -EINVAL;
4659
4660         calculate_sizes(s, order);
4661         return length;
4662 }
4663
4664 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4665 {
4666         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4667 }
4668 SLAB_ATTR(order);
4669
4670 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4671 {
4672         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4673 }
4674
4675 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4676                                  size_t length)
4677 {
4678         unsigned long min;
4679         int err;
4680
4681         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4682         if (err)
4683                 return err;
4684
4685         set_min_partial(s, min);
4686         return length;
4687 }
4688 SLAB_ATTR(min_partial);
4689
4690 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4691 {
4692         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4693 }
4694
4695 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4696                                  size_t length)
4697 {
4698         unsigned long objects;
4699         int err;
4700
4701         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4702         if (err)
4703                 return err;
4704         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4705                 return -EINVAL;
4706
4707         s->cpu_partial = objects;
4708         flush_all(s);
4709         return length;
4710 }
4711 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4712
4713 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4714 {
4715         if (!s->ctor)
4716                 return 0;
4717         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4718 }
4719 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4720
4721 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4722 {
4723         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4724 }
4725 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4726
4727 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4728 {
4729         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4730 }
4731 SLAB_ATTR_RO(partial);
4732
4733 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4734 {
4735         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4736 }
4737 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4738
4739 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4740 {
4741         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4742 }
4743 SLAB_ATTR_RO(objects);
4744
4745 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4748 }
4749 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4750
4751 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4752 {
4753         int objects = 0;
4754         int pages = 0;
4755         int cpu;
4756         int len;
4757
4758         for_each_online_cpu(cpu) {
4759                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4760
4761                 if (page) {
4762                         pages += page->pages;
4763                         objects += page->pobjects;
4764                 }
4765         }
4766
4767         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4768
4769 #ifdef CONFIG_SMP
4770         for_each_online_cpu(cpu) {
4771                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4772
4773                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4774                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4775                                 page->pobjects, page->pages);
4776         }
4777 #endif
4778         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4779 }
4780 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4781
4782 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4783 {
4784         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4785 }
4786
4787 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4788                                 const char *buf, size_t length)
4789 {
4790         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4791         if (buf[0] == '1')
4792                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4793         return length;
4794 }
4795 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4796
4797 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4798 {
4799         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4800 }
4801 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4802
4803 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4804 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4805 {
4806         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4807 }
4808 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4809 #endif
4810
4811 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4812 {
4813         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4814 }
4815 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4816
4817 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4818 {
4819         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4820 }
4821 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4822
4823 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4824 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4825 {
4826         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4827 }
4828 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4829
4830 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4831 {
4832         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4833 }
4834 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4835
4836 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4837 {
4838         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4839 }
4840
4841 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4842                                 const char *buf, size_t length)
4843 {
4844         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4845         if (buf[0] == '1') {
4846                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4847                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4848         }
4849         return length;
4850 }
4851 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4852
4853 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4854 {
4855         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4856 }
4857
4858 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4859                                                         size_t length)
4860 {
4861         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4862         if (buf[0] == '1') {
4863                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4864                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4865         }
4866         return length;
4867 }
4868 SLAB_ATTR(trace);
4869
4870 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4871 {
4872         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4873 }
4874
4875 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4876                                 const char *buf, size_t length)
4877 {
4878         if (any_slab_objects(s))
4879                 return -EBUSY;
4880
4881         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4882         if (buf[0] == '1') {
4883                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4884                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4885         }
4886         calculate_sizes(s, -1);
4887         return length;
4888 }
4889 SLAB_ATTR(red_zone);
4890
4891 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4892 {
4893         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4894 }
4895
4896 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4897                                 const char *buf, size_t length)
4898 {
4899         if (any_slab_objects(s))
4900                 return -EBUSY;
4901
4902         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4903         if (buf[0] == '1') {
4904                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4905                 s->flags |= SLAB_POISON;
4906         }
4907         calculate_sizes(s, -1);
4908         return length;
4909 }
4910 SLAB_ATTR(poison);
4911
4912 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4913 {
4914         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4915 }
4916
4917 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4918                                 const char *buf, size_t length)
4919 {
4920         if (any_slab_objects(s))
4921                 return -EBUSY;
4922
4923         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4924         if (buf[0] == '1') {
4925                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4926                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4927         }
4928         calculate_sizes(s, -1);
4929         return length;
4930 }
4931 SLAB_ATTR(store_user);
4932
4933 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4934 {
4935         return 0;
4936 }
4937
4938 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4939                         const char *buf, size_t length)
4940 {
4941         int ret = -EINVAL;
4942
4943         if (buf[0] == '1') {
4944                 ret = validate_slab_cache(s);
4945                 if (ret >= 0)
4946                         ret = length;
4947         }
4948         return ret;
4949 }
4950 SLAB_ATTR(validate);
4951
4952 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4953 {
4954         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4955                 return -ENOSYS;
4956         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4957 }
4958 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4959
4960 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4961 {
4962         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4963                 return -ENOSYS;
4964         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4965 }
4966 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4967 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4968
4969 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4970 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4971 {
4972         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4973 }
4974
4975 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4976                                                         size_t length)
4977 {
4978         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4979         if (buf[0] == '1')
4980                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4981         return length;
4982 }
4983 SLAB_ATTR(failslab);
4984 #endif
4985
4986 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4987 {
4988         return 0;
4989 }
4990
4991 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4992                         const char *buf, size_t length)
4993 {
4994         if (buf[0] == '1') {
4995                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4996
4997                 if (rc)
4998                         return rc;
4999         } else
5000                 return -EINVAL;
5001         return length;
5002 }
5003 SLAB_ATTR(shrink);
5004
5005 #ifdef CONFIG_NUMA
5006 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5007 {
5008         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5009 }
5010
5011 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5012                                 const char *buf, size_t length)
5013 {
5014         unsigned long ratio;
5015         int err;
5016
5017         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5018         if (err)
5019                 return err;
5020
5021         if (ratio <= 100)
5022                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5023
5024         return length;
5025 }
5026 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5027 #endif
5028
5029 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5030 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5031 {
5032         unsigned long sum  = 0;
5033         int cpu;
5034         int len;
5035         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5036
5037         if (!data)
5038                 return -ENOMEM;
5039
5040         for_each_online_cpu(cpu) {
5041                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5042
5043                 data[cpu] = x;
5044                 sum += x;
5045         }
5046
5047         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5048
5049 #ifdef CONFIG_SMP
5050         for_each_online_cpu(cpu) {
5051                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5052                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5053         }
5054 #endif
5055         kfree(data);
5056         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5057 }
5058
5059 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5060 {
5061         int cpu;
5062
5063         for_each_online_cpu(cpu)
5064                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5065 }
5066
5067 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5068 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5069 {                                                               \
5070         return show_stat(s, buf, si);                           \
5071 }                                                               \
5072 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5073                                 const char *buf, size_t length) \
5074 {                                                               \
5075         if (buf[0] != '0')                                      \
5076                 return -EINVAL;                                 \
5077         clear_stat(s, si);                                      \
5078         return length;                                          \
5079 }                                                               \
5080 SLAB_ATTR(text);                                                \
5081
5082 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5083 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5084 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5085 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5086 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5087 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5088 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5089 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5090 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5091 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5092 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5093 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5094 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5095 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5096 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5097 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5098 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5099 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5100 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5101 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5102 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5103 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5104 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5105 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5106 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5107 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5108 #endif
5109
5110 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5111         &slab_size_attr.attr,
5112         &object_size_attr.attr,
5113         &objs_per_slab_attr.attr,
5114         &order_attr.attr,
5115         &min_partial_attr.attr,
5116         &cpu_partial_attr.attr,
5117         &objects_attr.attr,
5118         &objects_partial_attr.attr,
5119         &partial_attr.attr,
5120         &cpu_slabs_attr.attr,
5121         &ctor_attr.attr,
5122         &aliases_attr.attr,
5123         &align_attr.attr,
5124         &hwcache_align_attr.attr,
5125         &reclaim_account_attr.attr,
5126         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5127         &shrink_attr.attr,
5128         &reserved_attr.attr,
5129         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5130 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5131         &total_objects_attr.attr,
5132         &slabs_attr.attr,
5133         &sanity_checks_attr.attr,
5134         &trace_attr.attr,
5135         &red_zone_attr.attr,
5136         &poison_attr.attr,
5137         &store_user_attr.attr,
5138         &validate_attr.attr,
5139         &alloc_calls_attr.attr,
5140         &free_calls_attr.attr,
5141 #endif
5142 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5143         &cache_dma_attr.attr,
5144 #endif
5145 #ifdef CONFIG_NUMA
5146         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5147 #endif
5148 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5149         &alloc_fastpath_attr.attr,
5150         &alloc_slowpath_attr.attr,
5151         &free_fastpath_attr.attr,
5152         &free_slowpath_attr.attr,
5153         &free_frozen_attr.attr,
5154         &free_add_partial_attr.attr,
5155         &free_remove_partial_attr.attr,
5156         &alloc_from_partial_attr.attr,
5157         &alloc_slab_attr.attr,
5158         &alloc_refill_attr.attr,
5159         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5160         &free_slab_attr.attr,
5161         &cpuslab_flush_attr.attr,
5162         &deactivate_full_attr.attr,
5163         &deactivate_empty_attr.attr,
5164         &deactivate_to_head_attr.attr,
5165         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5166         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5167         &deactivate_bypass_attr.attr,
5168         &order_fallback_attr.attr,
5169         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5170         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5171         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5172         &cpu_partial_free_attr.attr,
5173         &cpu_partial_node_attr.attr,
5174         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5175 #endif
5176 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5177         &failslab_attr.attr,
5178 #endif
5179
5180         NULL
5181 };
5182
5183 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5184         .attrs = slab_attrs,
5185 };
5186
5187 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5188                                 struct attribute *attr,
5189                                 char *buf)
5190 {
5191         struct slab_attribute *attribute;
5192         struct kmem_cache *s;
5193         int err;
5194
5195         attribute = to_slab_attr(attr);
5196         s = to_slab(kobj);
5197
5198         if (!attribute->show)
5199                 return -EIO;
5200
5201         err = attribute->show(s, buf);
5202
5203         return err;
5204 }
5205
5206 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5207                                 struct attribute *attr,
5208                                 const char *buf, size_t len)
5209 {
5210         struct slab_attribute *attribute;
5211         struct kmem_cache *s;
5212         int err;
5213
5214         attribute = to_slab_attr(attr);
5215         s = to_slab(kobj);
5216
5217         if (!attribute->store)
5218                 return -EIO;
5219
5220         err = attribute->store(s, buf, len);
5221
5222         return err;
5223 }
5224
5225 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5226 {
5227         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5228
5229         kfree(s->name);
5230         kfree(s);
5231 }
5232
5233 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5234         .show = slab_attr_show,
5235         .store = slab_attr_store,
5236 };
5237
5238 static struct kobj_type slab_ktype = {
5239         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5240         .release = kmem_cache_release
5241 };
5242
5243 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5244 {
5245         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5246
5247         if (ktype == &slab_ktype)
5248                 return 1;
5249         return 0;
5250 }
5251
5252 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5253         .filter = uevent_filter,
5254 };
5255
5256 static struct kset *slab_kset;
5257
5258 #define ID_STR_LENGTH 64
5259
5260 /* Create a unique string id for a slab cache:
5261  *
5262  * Format       :[flags-]size
5263  */
5264 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5265 {
5266         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5267         char *p = name;
5268
5269         BUG_ON(!name);
5270
5271         *p++ = ':';
5272         /*
5273          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5274          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5275          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5276          * are matched during merging to guarantee that the id is
5277          * unique.
5278          */
5279         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5280                 *p++ = 'd';
5281         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5282                 *p++ = 'a';
5283         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5284                 *p++ = 'F';
5285         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5286                 *p++ = 't';
5287         if (p != name + 1)
5288                 *p++ = '-';
5289         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5290         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5291         return name;
5292 }
5293
5294 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5295 {
5296         int err;
5297         const char *name;
5298         int unmergeable;
5299
5300         if (slab_state < SYSFS)
5301                 /* Defer until later */
5302                 return 0;
5303
5304         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5305         if (unmergeable) {
5306                 /*
5307                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5308                  * This is typically the case for debug situations. In that
5309                  * case we can catch duplicate names easily.
5310                  */
5311                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5312                 name = s->name;
5313         } else {
5314                 /*
5315                  * Create a unique name for the slab as a target
5316                  * for the symlinks.
5317                  */
5318                 name = create_unique_id(s);
5319         }
5320
5321         s->kobj.kset = slab_kset;
5322         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5323         if (err) {
5324                 kobject_put(&s->kobj);
5325                 return err;
5326         }
5327
5328         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5329         if (err) {
5330                 kobject_del(&s->kobj);
5331                 kobject_put(&s->kobj);
5332                 return err;
5333         }
5334         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5335         if (!unmergeable) {
5336                 /* Setup first alias */
5337                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5338                 kfree(name);
5339         }
5340         return 0;
5341 }
5342
5343 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5344 {
5345         if (slab_state < SYSFS)
5346                 /*
5347                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5348                  * cache from sysfs.
5349                  */
5350                 return;
5351
5352         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5353         kobject_del(&s->kobj);
5354         kobject_put(&s->kobj);
5355 }
5356
5357 /*
5358  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5359  * available lest we lose that information.
5360  */
5361 struct saved_alias {
5362         struct kmem_cache *s;
5363         const char *name;
5364         struct saved_alias *next;
5365 };
5366
5367 static struct saved_alias *alias_list;
5368
5369 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5370 {
5371         struct saved_alias *al;
5372
5373         if (slab_state == SYSFS) {
5374                 /*
5375                  * If we have a leftover link then remove it.
5376                  */
5377                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5378                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5379         }
5380
5381         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5382         if (!al)
5383                 return -ENOMEM;
5384
5385         al->s = s;
5386         al->name = name;
5387         al->next = alias_list;
5388         alias_list = al;
5389         return 0;
5390 }
5391
5392 static int __init slab_sysfs_init(void)
5393 {
5394         struct kmem_cache *s;
5395         int err;
5396
5397         down_write(&slub_lock);
5398
5399         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5400         if (!slab_kset) {
5401                 up_write(&slub_lock);
5402                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5403                 return -ENOSYS;
5404         }
5405
5406         slab_state = SYSFS;
5407
5408         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5409                 err = sysfs_slab_add(s);
5410                 if (err)
5411                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5412                                                 " to sysfs\n", s->name);
5413         }
5414
5415         while (alias_list) {
5416                 struct saved_alias *al = alias_list;
5417
5418                 alias_list = alias_list->next;
5419                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5420                 if (err)
5421                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5422                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5423                 kfree(al);
5424         }
5425
5426         up_write(&slub_lock);
5427         resiliency_test();
5428         return 0;
5429 }
5430
5431 __initcall(slab_sysfs_init);
5432 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5433
5434 /*
5435  * The /proc/slabinfo ABI
5436  */
5437 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5438 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5439 {
5440         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5441         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5442                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5443         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5444         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5445         seq_putc(m, '\n');
5446 }
5447
5448 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5449 {
5450         loff_t n = *pos;
5451
5452         down_read(&slub_lock);
5453         if (!n)
5454                 print_slabinfo_header(m);
5455
5456         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5457 }
5458
5459 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5460 {
5461         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5462 }
5463
5464 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5465 {
5466         up_read(&slub_lock);
5467 }
5468
5469 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5470 {
5471         unsigned long nr_partials = 0;
5472         unsigned long nr_slabs = 0;
5473         unsigned long nr_inuse = 0;
5474         unsigned long nr_objs = 0;
5475         unsigned long nr_free = 0;
5476         struct kmem_cache *s;
5477         int node;
5478
5479         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5480
5481         for_each_online_node(node) {
5482                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5483
5484                 if (!n)
5485                         continue;
5486
5487                 nr_partials += n->nr_partial;
5488                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5489                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5490                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5491         }
5492
5493         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5494
5495         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5496                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5497                    (1 << oo_order(s->oo)));
5498         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5499         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5500                    0UL);
5501         seq_putc(m, '\n');
5502         return 0;
5503 }
5504
5505 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5506         .start = s_start,
5507         .next = s_next,
5508         .stop = s_stop,
5509         .show = s_show,
5510 };
5511
5512 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5513 {
5514         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5515 }
5516
5517 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5518         .open           = slabinfo_open,
5519         .read           = seq_read,
5520         .llseek         = seq_lseek,
5521         .release        = seq_release,
5522 };
5523
5524 static int __init slab_proc_init(void)
5525 {
5526         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5527         return 0;
5528 }
5529 module_init(slab_proc_init);
5530 #endif /* CONFIG_SLABINFO */