Merge branches 'slab/next' and 'slub/partial' into slab/for-linus
[linux-2.6.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
33 #include <trace/events/kmem.h>
34
35 /*
36  * Lock order:
37  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
38  *   2. node->list_lock
39  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
40  *
41  *   slub_lock
42  *
43  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
44  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
45  *
46  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
47  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
48  *   double word in the page struct. Meaning
49  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
50  *      B. page->counters       -> Counters of objects
51  *      C. page->frozen         -> frozen state
52  *
53  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
54  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
55  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
56  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
57  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
58  *
59  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
60  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
61  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
62  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
63  *   modified without taking the list lock).
64  *
65  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
66  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
67  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
68  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
69  *   the list lock.
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
199 struct track {
200         unsigned long addr;     /* Called from address */
201 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
202         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
203 #endif
204         int cpu;                /* Was running on cpu */
205         int pid;                /* Pid context */
206         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
207 };
208
209 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
210
211 #ifdef CONFIG_SYSFS
212 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
213 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
215
216 #else
217 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
218 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
219                                                         { return 0; }
220 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
221 {
222         kfree(s->name);
223         kfree(s);
224 }
225
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 int slab_is_available(void)
240 {
241         return slab_state >= UP;
242 }
243
244 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
245 {
246         return s->node[node];
247 }
248
249 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
250 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
251                                 struct page *page, const void *object)
252 {
253         void *base;
254
255         if (!object)
256                 return 1;
257
258         base = page_address(page);
259         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
260                 (object - base) % s->size) {
261                 return 0;
262         }
263
264         return 1;
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return *(void **)(object + s->offset);
270 }
271
272 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         void *p;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
277         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
278 #else
279         p = get_freepointer(s, object);
280 #endif
281         return p;
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Determine object index from a given position */
295 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
296 {
297         return (p - addr) / s->size;
298 }
299
300 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
301 {
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303         /*
304          * Debugging requires use of the padding between object
305          * and whatever may come after it.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
308                 return s->objsize;
309
310 #endif
311         /*
312          * If we have the need to store the freelist pointer
313          * back there or track user information then we can
314          * only use the space before that information.
315          */
316         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
317                 return s->inuse;
318         /*
319          * Else we can use all the padding etc for the allocation
320          */
321         return s->size;
322 }
323
324 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
325 {
326         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
330                 unsigned long size, int reserved)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
370         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
371                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
372                         freelist_old, counters_old,
373                         freelist_new, counters_new))
374                 return 1;
375         } else
376 #endif
377         {
378                 slab_lock(page);
379                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
380                         page->freelist = freelist_new;
381                         page->counters = counters_new;
382                         slab_unlock(page);
383                         return 1;
384                 }
385                 slab_unlock(page);
386         }
387
388         cpu_relax();
389         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
390
391 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
392         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
393 #endif
394
395         return 0;
396 }
397
398 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
399                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
400                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
401                 const char *n)
402 {
403 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
404         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
405                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
406                         freelist_old, counters_old,
407                         freelist_new, counters_new))
408                 return 1;
409         } else
410 #endif
411         {
412                 unsigned long flags;
413
414                 local_irq_save(flags);
415                 slab_lock(page);
416                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return 1;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return 0;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 /*
454  * Debug settings:
455  */
456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
457 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
458 #else
459 static int slub_debug;
460 #endif
461
462 static char *slub_debug_slabs;
463 static int disable_higher_order_debug;
464
465 /*
466  * Object debugging
467  */
468 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
469 {
470         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
471                         length, 1);
472 }
473
474 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
475         enum track_item alloc)
476 {
477         struct track *p;
478
479         if (s->offset)
480                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
481         else
482                 p = object + s->inuse;
483
484         return p + alloc;
485 }
486
487 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
488                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
489 {
490         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
491
492         if (addr) {
493 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
494                 struct stack_trace trace;
495                 int i;
496
497                 trace.nr_entries = 0;
498                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
499                 trace.entries = p->addrs;
500                 trace.skip = 3;
501                 save_stack_trace(&trace);
502
503                 /* See rant in lockdep.c */
504                 if (trace.nr_entries != 0 &&
505                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
506                         trace.nr_entries--;
507
508                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
509                         p->addrs[i] = 0;
510 #endif
511                 p->addr = addr;
512                 p->cpu = smp_processor_id();
513                 p->pid = current->pid;
514                 p->when = jiffies;
515         } else
516                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
517 }
518
519 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
520 {
521         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
522                 return;
523
524         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
525         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
526 }
527
528 static void print_track(const char *s, struct track *t)
529 {
530         if (!t->addr)
531                 return;
532
533         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
534                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
535 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
536         {
537                 int i;
538                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
539                         if (t->addrs[i])
540                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
541                         else
542                                 break;
543         }
544 #endif
545 }
546
547 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
553         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
554 }
555
556 static void print_page_info(struct page *page)
557 {
558         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
559                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
560
561 }
562
563 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
564 {
565         va_list args;
566         char buf[100];
567
568         va_start(args, fmt);
569         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
570         va_end(args);
571         printk(KERN_ERR "========================================"
572                         "=====================================\n");
573         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
574         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
575                         "-------------------------------------\n\n");
576 }
577
578 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
579 {
580         va_list args;
581         char buf[100];
582
583         va_start(args, fmt);
584         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
585         va_end(args);
586         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
587 }
588
589 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
590 {
591         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
592         u8 *addr = page_address(page);
593
594         print_tracking(s, p);
595
596         print_page_info(page);
597
598         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
599                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
600
601         if (p > addr + 16)
602                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
603
604         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
605                                 PAGE_SIZE));
606         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
607                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
608                         s->inuse - s->objsize);
609
610         if (s->offset)
611                 off = s->offset + sizeof(void *);
612         else
613                 off = s->inuse;
614
615         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
616                 off += 2 * sizeof(struct track);
617
618         if (off != s->size)
619                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
620                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
621
622         dump_stack();
623 }
624
625 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
626                         u8 *object, char *reason)
627 {
628         slab_bug(s, "%s", reason);
629         print_trailer(s, page, object);
630 }
631
632 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
633 {
634         va_list args;
635         char buf[100];
636
637         va_start(args, fmt);
638         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
639         va_end(args);
640         slab_bug(s, "%s", buf);
641         print_page_info(page);
642         dump_stack();
643 }
644
645 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
646 {
647         u8 *p = object;
648
649         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
650                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
651                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
652         }
653
654         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
655                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
656 }
657
658 static u8 *check_bytes8(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
659 {
660         while (bytes) {
661                 if (*start != value)
662                         return start;
663                 start++;
664                 bytes--;
665         }
666         return NULL;
667 }
668
669 static u8 *check_bytes(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
670 {
671         u64 value64;
672         unsigned int words, prefix;
673
674         if (bytes <= 16)
675                 return check_bytes8(start, value, bytes);
676
677         value64 = value | value << 8 | value << 16 | value << 24;
678         value64 = (value64 & 0xffffffff) | value64 << 32;
679         prefix = 8 - ((unsigned long)start) % 8;
680
681         if (prefix) {
682                 u8 *r = check_bytes8(start, value, prefix);
683                 if (r)
684                         return r;
685                 start += prefix;
686                 bytes -= prefix;
687         }
688
689         words = bytes / 8;
690
691         while (words) {
692                 if (*(u64 *)start != value64)
693                         return check_bytes8(start, value, 8);
694                 start += 8;
695                 words--;
696         }
697
698         return check_bytes8(start, value, bytes % 8);
699 }
700
701 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
702                                                 void *from, void *to)
703 {
704         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
705         memset(from, data, to - from);
706 }
707
708 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
709                         u8 *object, char *what,
710                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
711 {
712         u8 *fault;
713         u8 *end;
714
715         fault = check_bytes(start, value, bytes);
716         if (!fault)
717                 return 1;
718
719         end = start + bytes;
720         while (end > fault && end[-1] == value)
721                 end--;
722
723         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
724         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
725                                         fault, end - 1, fault[0], value);
726         print_trailer(s, page, object);
727
728         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
729         return 0;
730 }
731
732 /*
733  * Object layout:
734  *
735  * object address
736  *      Bytes of the object to be managed.
737  *      If the freepointer may overlay the object then the free
738  *      pointer is the first word of the object.
739  *
740  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
741  *      0xa5 (POISON_END)
742  *
743  * object + s->objsize
744  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
745  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
746  *      objsize == inuse.
747  *
748  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
749  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
750  *
751  * object + s->inuse
752  *      Meta data starts here.
753  *
754  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
755  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
756  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
757  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
758  *              before the word boundary.
759  *
760  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
761  *
762  * object + s->size
763  *      Nothing is used beyond s->size.
764  *
765  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
766  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
767  * may be used with merged slabcaches.
768  */
769
770 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
771 {
772         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
773
774         if (s->offset)
775                 /* Freepointer is placed after the object. */
776                 off += sizeof(void *);
777
778         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
779                 /* We also have user information there */
780                 off += 2 * sizeof(struct track);
781
782         if (s->size == off)
783                 return 1;
784
785         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
786                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
787 }
788
789 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
790 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
791 {
792         u8 *start;
793         u8 *fault;
794         u8 *end;
795         int length;
796         int remainder;
797
798         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
799                 return 1;
800
801         start = page_address(page);
802         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
803         end = start + length;
804         remainder = length % s->size;
805         if (!remainder)
806                 return 1;
807
808         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
809         if (!fault)
810                 return 1;
811         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
812                 end--;
813
814         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
815         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
816
817         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
818         return 0;
819 }
820
821 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
822                                         void *object, u8 val)
823 {
824         u8 *p = object;
825         u8 *endobject = object + s->objsize;
826
827         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
828                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
829                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
830                         return 0;
831         } else {
832                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
833                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
834                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
835                 }
836         }
837
838         if (s->flags & SLAB_POISON) {
839                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
840                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
841                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
842                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
843                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
844                         return 0;
845                 /*
846                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
847                  */
848                 check_pad_bytes(s, page, p);
849         }
850
851         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
852                 /*
853                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
854                  * freepointer while object is allocated.
855                  */
856                 return 1;
857
858         /* Check free pointer validity */
859         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
860                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
861                 /*
862                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
863                  * of the free objects in this slab. May cause
864                  * another error because the object count is now wrong.
865                  */
866                 set_freepointer(s, p, NULL);
867                 return 0;
868         }
869         return 1;
870 }
871
872 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
873 {
874         int maxobj;
875
876         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
877
878         if (!PageSlab(page)) {
879                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
880                 return 0;
881         }
882
883         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
884         if (page->objects > maxobj) {
885                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
886                         s->name, page->objects, maxobj);
887                 return 0;
888         }
889         if (page->inuse > page->objects) {
890                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
891                         s->name, page->inuse, page->objects);
892                 return 0;
893         }
894         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
895         slab_pad_check(s, page);
896         return 1;
897 }
898
899 /*
900  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
901  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
902  */
903 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
904 {
905         int nr = 0;
906         void *fp;
907         void *object = NULL;
908         unsigned long max_objects;
909
910         fp = page->freelist;
911         while (fp && nr <= page->objects) {
912                 if (fp == search)
913                         return 1;
914                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
915                         if (object) {
916                                 object_err(s, page, object,
917                                         "Freechain corrupt");
918                                 set_freepointer(s, object, NULL);
919                                 break;
920                         } else {
921                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
922                                 page->freelist = NULL;
923                                 page->inuse = page->objects;
924                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
925                                 return 0;
926                         }
927                         break;
928                 }
929                 object = fp;
930                 fp = get_freepointer(s, object);
931                 nr++;
932         }
933
934         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
935         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
936                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
937
938         if (page->objects != max_objects) {
939                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
940                         "should be %d", page->objects, max_objects);
941                 page->objects = max_objects;
942                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
943         }
944         if (page->inuse != page->objects - nr) {
945                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
946                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
947                 page->inuse = page->objects - nr;
948                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
949         }
950         return search == NULL;
951 }
952
953 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
954                                                                 int alloc)
955 {
956         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
957                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
958                         s->name,
959                         alloc ? "alloc" : "free",
960                         object, page->inuse,
961                         page->freelist);
962
963                 if (!alloc)
964                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
965
966                 dump_stack();
967         }
968 }
969
970 /*
971  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
972  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
973  */
974 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
975 {
976         flags &= gfp_allowed_mask;
977         lockdep_trace_alloc(flags);
978         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
979
980         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
981 }
982
983 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
984 {
985         flags &= gfp_allowed_mask;
986         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
987         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
988 }
989
990 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
991 {
992         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
993
994         /*
995          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
996          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
997          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
998          */
999 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1000         {
1001                 unsigned long flags;
1002
1003                 local_irq_save(flags);
1004                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
1005                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
1006                 local_irq_restore(flags);
1007         }
1008 #endif
1009         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1010                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1015  *
1016  * list_lock must be held.
1017  */
1018 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1019         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1020 {
1021         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1022                 return;
1023
1024         list_add(&page->lru, &n->full);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * list_lock must be held.
1029  */
1030 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1031 {
1032         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1033                 return;
1034
1035         list_del(&page->lru);
1036 }
1037
1038 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1039 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1040 {
1041         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1042
1043         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1044 }
1045
1046 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1047 {
1048         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1049 }
1050
1051 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1052 {
1053         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1054
1055         /*
1056          * May be called early in order to allocate a slab for the
1057          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1058          * dilemma by deferring the increment of the count during
1059          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1060          */
1061         if (n) {
1062                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1063                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1064         }
1065 }
1066 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1067 {
1068         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1069
1070         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1071         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1072 }
1073
1074 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1075 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1076                                                                 void *object)
1077 {
1078         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1079                 return;
1080
1081         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1082         init_tracking(s, object);
1083 }
1084
1085 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1086                                         void *object, unsigned long addr)
1087 {
1088         if (!check_slab(s, page))
1089                 goto bad;
1090
1091         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1092                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1093                 goto bad;
1094         }
1095
1096         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1097                 goto bad;
1098
1099         /* Success perform special debug activities for allocs */
1100         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1101                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1102         trace(s, page, object, 1);
1103         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1104         return 1;
1105
1106 bad:
1107         if (PageSlab(page)) {
1108                 /*
1109                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1110                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1111                  * as used avoids touching the remaining objects.
1112                  */
1113                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1114                 page->inuse = page->objects;
1115                 page->freelist = NULL;
1116         }
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1121                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1122 {
1123         unsigned long flags;
1124         int rc = 0;
1125
1126         local_irq_save(flags);
1127         slab_lock(page);
1128
1129         if (!check_slab(s, page))
1130                 goto fail;
1131
1132         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1133                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1134                 goto fail;
1135         }
1136
1137         if (on_freelist(s, page, object)) {
1138                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1139                 goto fail;
1140         }
1141
1142         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1143                 goto out;
1144
1145         if (unlikely(s != page->slab)) {
1146                 if (!PageSlab(page)) {
1147                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1148                                 "outside of slab", object);
1149                 } else if (!page->slab) {
1150                         printk(KERN_ERR
1151                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1152                                                 object);
1153                         dump_stack();
1154                 } else
1155                         object_err(s, page, object,
1156                                         "page slab pointer corrupt.");
1157                 goto fail;
1158         }
1159
1160         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1161                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1162         trace(s, page, object, 0);
1163         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1164         rc = 1;
1165 out:
1166         slab_unlock(page);
1167         local_irq_restore(flags);
1168         return rc;
1169
1170 fail:
1171         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1172         goto out;
1173 }
1174
1175 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1176 {
1177         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1178         if (*str++ != '=' || !*str)
1179                 /*
1180                  * No options specified. Switch on full debugging.
1181                  */
1182                 goto out;
1183
1184         if (*str == ',')
1185                 /*
1186                  * No options but restriction on slabs. This means full
1187                  * debugging for slabs matching a pattern.
1188                  */
1189                 goto check_slabs;
1190
1191         if (tolower(*str) == 'o') {
1192                 /*
1193                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1194                  * would increase as a result.
1195                  */
1196                 disable_higher_order_debug = 1;
1197                 goto out;
1198         }
1199
1200         slub_debug = 0;
1201         if (*str == '-')
1202                 /*
1203                  * Switch off all debugging measures.
1204                  */
1205                 goto out;
1206
1207         /*
1208          * Determine which debug features should be switched on
1209          */
1210         for (; *str && *str != ','; str++) {
1211                 switch (tolower(*str)) {
1212                 case 'f':
1213                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1214                         break;
1215                 case 'z':
1216                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1217                         break;
1218                 case 'p':
1219                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1220                         break;
1221                 case 'u':
1222                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1223                         break;
1224                 case 't':
1225                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1226                         break;
1227                 case 'a':
1228                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1229                         break;
1230                 default:
1231                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1232                                 "unknown. skipped\n", *str);
1233                 }
1234         }
1235
1236 check_slabs:
1237         if (*str == ',')
1238                 slub_debug_slabs = str + 1;
1239 out:
1240         return 1;
1241 }
1242
1243 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1244
1245 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1246         unsigned long flags, const char *name,
1247         void (*ctor)(void *))
1248 {
1249         /*
1250          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1251          */
1252         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1253                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1254                 flags |= slub_debug;
1255
1256         return flags;
1257 }
1258 #else
1259 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1260                         struct page *page, void *object) {}
1261
1262 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1263         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1264
1265 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1266         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1267
1268 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1269                         { return 1; }
1270 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1271                         void *object, u8 val) { return 1; }
1272 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1273                                         struct page *page) {}
1274 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1275 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1276         unsigned long flags, const char *name,
1277         void (*ctor)(void *))
1278 {
1279         return flags;
1280 }
1281 #define slub_debug 0
1282
1283 #define disable_higher_order_debug 0
1284
1285 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1286                                                         { return 0; }
1287 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1288                                                         { return 0; }
1289 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1290                                                         int objects) {}
1291 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1292                                                         int objects) {}
1293
1294 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1295                                                         { return 0; }
1296
1297 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1298                 void *object) {}
1299
1300 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1301
1302 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1303
1304 /*
1305  * Slab allocation and freeing
1306  */
1307 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1308                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1309 {
1310         int order = oo_order(oo);
1311
1312         flags |= __GFP_NOTRACK;
1313
1314         if (node == NUMA_NO_NODE)
1315                 return alloc_pages(flags, order);
1316         else
1317                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1318 }
1319
1320 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1321 {
1322         struct page *page;
1323         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1324         gfp_t alloc_gfp;
1325
1326         flags &= gfp_allowed_mask;
1327
1328         if (flags & __GFP_WAIT)
1329                 local_irq_enable();
1330
1331         flags |= s->allocflags;
1332
1333         /*
1334          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1335          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1336          */
1337         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1338
1339         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1340         if (unlikely(!page)) {
1341                 oo = s->min;
1342                 /*
1343                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1344                  * Try a lower order alloc if possible
1345                  */
1346                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1347
1348                 if (page)
1349                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1350         }
1351
1352         if (flags & __GFP_WAIT)
1353                 local_irq_disable();
1354
1355         if (!page)
1356                 return NULL;
1357
1358         if (kmemcheck_enabled
1359                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1360                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1361
1362                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1363
1364                 /*
1365                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1366                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1367                  */
1368                 if (s->ctor)
1369                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1370                 else
1371                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1372         }
1373
1374         page->objects = oo_objects(oo);
1375         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1376                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1377                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1378                 1 << oo_order(oo));
1379
1380         return page;
1381 }
1382
1383 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1384                                 void *object)
1385 {
1386         setup_object_debug(s, page, object);
1387         if (unlikely(s->ctor))
1388                 s->ctor(object);
1389 }
1390
1391 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1392 {
1393         struct page *page;
1394         void *start;
1395         void *last;
1396         void *p;
1397
1398         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1399
1400         page = allocate_slab(s,
1401                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1402         if (!page)
1403                 goto out;
1404
1405         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1406         page->slab = s;
1407         page->flags |= 1 << PG_slab;
1408
1409         start = page_address(page);
1410
1411         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1412                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1413
1414         last = start;
1415         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1416                 setup_object(s, page, last);
1417                 set_freepointer(s, last, p);
1418                 last = p;
1419         }
1420         setup_object(s, page, last);
1421         set_freepointer(s, last, NULL);
1422
1423         page->freelist = start;
1424         page->inuse = page->objects;
1425         page->frozen = 1;
1426 out:
1427         return page;
1428 }
1429
1430 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1431 {
1432         int order = compound_order(page);
1433         int pages = 1 << order;
1434
1435         if (kmem_cache_debug(s)) {
1436                 void *p;
1437
1438                 slab_pad_check(s, page);
1439                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1440                                                 page->objects)
1441                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1442         }
1443
1444         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1445
1446         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1447                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1448                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1449                 -pages);
1450
1451         __ClearPageSlab(page);
1452         reset_page_mapcount(page);
1453         if (current->reclaim_state)
1454                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1455         __free_pages(page, order);
1456 }
1457
1458 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1459         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1460
1461 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1462 {
1463         struct page *page;
1464
1465         if (need_reserve_slab_rcu)
1466                 page = virt_to_head_page(h);
1467         else
1468                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1469
1470         __free_slab(page->slab, page);
1471 }
1472
1473 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1474 {
1475         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1476                 struct rcu_head *head;
1477
1478                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1479                         int order = compound_order(page);
1480                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1481
1482                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1483                         head = page_address(page) + offset;
1484                 } else {
1485                         /*
1486                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1487                          */
1488                         head = (void *)&page->lru;
1489                 }
1490
1491                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1492         } else
1493                 __free_slab(s, page);
1494 }
1495
1496 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1497 {
1498         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1499         free_slab(s, page);
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Management of partially allocated slabs.
1504  *
1505  * list_lock must be held.
1506  */
1507 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1508                                 struct page *page, int tail)
1509 {
1510         n->nr_partial++;
1511         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1512                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1513         else
1514                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * list_lock must be held.
1519  */
1520 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1521                                         struct page *page)
1522 {
1523         list_del(&page->lru);
1524         n->nr_partial--;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1529  * per cpu freelist.
1530  *
1531  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1532  *
1533  * Must hold list_lock.
1534  */
1535 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1536                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1537                 int mode)
1538 {
1539         void *freelist;
1540         unsigned long counters;
1541         struct page new;
1542
1543         /*
1544          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1545          * The old freelist is the list of objects for the
1546          * per cpu allocation list.
1547          */
1548         do {
1549                 freelist = page->freelist;
1550                 counters = page->counters;
1551                 new.counters = counters;
1552                 if (mode)
1553                         new.inuse = page->objects;
1554
1555                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1556                 new.frozen = 1;
1557
1558         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1559                         freelist, counters,
1560                         NULL, new.counters,
1561                         "lock and freeze"));
1562
1563         remove_partial(n, page);
1564         return freelist;
1565 }
1566
1567 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1568
1569 /*
1570  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1571  */
1572 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1573                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1574 {
1575         struct page *page, *page2;
1576         void *object = NULL;
1577
1578         /*
1579          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1580          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1581          * partial slab and there is none available then get_partials()
1582          * will return NULL.
1583          */
1584         if (!n || !n->nr_partial)
1585                 return NULL;
1586
1587         spin_lock(&n->list_lock);
1588         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1589                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1590                 int available;
1591
1592                 if (!t)
1593                         break;
1594
1595                 if (!object) {
1596                         c->page = page;
1597                         c->node = page_to_nid(page);
1598                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1599                         object = t;
1600                         available =  page->objects - page->inuse;
1601                 } else {
1602                         page->freelist = t;
1603                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1604                 }
1605                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1606                         break;
1607
1608         }
1609         spin_unlock(&n->list_lock);
1610         return object;
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1615  */
1616 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1617                 struct kmem_cache_cpu *c)
1618 {
1619 #ifdef CONFIG_NUMA
1620         struct zonelist *zonelist;
1621         struct zoneref *z;
1622         struct zone *zone;
1623         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1624         void *object;
1625
1626         /*
1627          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1628          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1629          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1630          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1631          *
1632          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1633          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1634          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1635          * from other nodes and filled up.
1636          *
1637          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1638          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1639          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1640          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1641          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1642          * with available objects.
1643          */
1644         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1645                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1646                 return NULL;
1647
1648         get_mems_allowed();
1649         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1650         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1651                 struct kmem_cache_node *n;
1652
1653                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1654
1655                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1656                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1657                         object = get_partial_node(s, n, c);
1658                         if (object) {
1659                                 put_mems_allowed();
1660                                 return object;
1661                         }
1662                 }
1663         }
1664         put_mems_allowed();
1665 #endif
1666         return NULL;
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Get a partial page, lock it and return it.
1671  */
1672 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1673                 struct kmem_cache_cpu *c)
1674 {
1675         void *object;
1676         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1677
1678         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1679         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1680                 return object;
1681
1682         return get_any_partial(s, flags, c);
1683 }
1684
1685 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1686 /*
1687  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1688  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1689  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1690  */
1691 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1692 #else
1693 /*
1694  * No preemption supported therefore also no need to check for
1695  * different cpus.
1696  */
1697 #define TID_STEP 1
1698 #endif
1699
1700 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1701 {
1702         return tid + TID_STEP;
1703 }
1704
1705 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1706 {
1707         return tid % TID_STEP;
1708 }
1709
1710 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1711 {
1712         return tid / TID_STEP;
1713 }
1714
1715 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1716 {
1717         return cpu;
1718 }
1719
1720 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1721                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1722 {
1723 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1724         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1725
1726         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1727
1728 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1729         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1730                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1731                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1732         else
1733 #endif
1734         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1735                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1736                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1737         else
1738                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1739                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1740 #endif
1741         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1742 }
1743
1744 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1745 {
1746         int cpu;
1747
1748         for_each_possible_cpu(cpu)
1749                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Remove the cpu slab
1754  */
1755 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1756 {
1757         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1758         struct page *page = c->page;
1759         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1760         int lock = 0;
1761         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1762         void *freelist;
1763         void *nextfree;
1764         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1765         struct page new;
1766         struct page old;
1767
1768         if (page->freelist) {
1769                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1770                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1771         }
1772
1773         c->tid = next_tid(c->tid);
1774         c->page = NULL;
1775         freelist = c->freelist;
1776         c->freelist = NULL;
1777
1778         /*
1779          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1780          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1781          * last one.
1782          *
1783          * There is no need to take the list->lock because the page
1784          * is still frozen.
1785          */
1786         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1787                 void *prior;
1788                 unsigned long counters;
1789
1790                 do {
1791                         prior = page->freelist;
1792                         counters = page->counters;
1793                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1794                         new.counters = counters;
1795                         new.inuse--;
1796                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1797
1798                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1799                         prior, counters,
1800                         freelist, new.counters,
1801                         "drain percpu freelist"));
1802
1803                 freelist = nextfree;
1804         }
1805
1806         /*
1807          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1808          * list presence reflects the actual number of objects
1809          * during unfreeze.
1810          *
1811          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1812          * with the count. If there is a mismatch then the page
1813          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1814          *
1815          * Then we restart the process which may have to remove
1816          * the page from the list that we just put it on again
1817          * because the number of objects in the slab may have
1818          * changed.
1819          */
1820 redo:
1821
1822         old.freelist = page->freelist;
1823         old.counters = page->counters;
1824         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1825
1826         /* Determine target state of the slab */
1827         new.counters = old.counters;
1828         if (freelist) {
1829                 new.inuse--;
1830                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1831                 new.freelist = freelist;
1832         } else
1833                 new.freelist = old.freelist;
1834
1835         new.frozen = 0;
1836
1837         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1838                 m = M_FREE;
1839         else if (new.freelist) {
1840                 m = M_PARTIAL;
1841                 if (!lock) {
1842                         lock = 1;
1843                         /*
1844                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1845                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1846                          * is frozen
1847                          */
1848                         spin_lock(&n->list_lock);
1849                 }
1850         } else {
1851                 m = M_FULL;
1852                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1853                         lock = 1;
1854                         /*
1855                          * This also ensures that the scanning of full
1856                          * slabs from diagnostic functions will not see
1857                          * any frozen slabs.
1858                          */
1859                         spin_lock(&n->list_lock);
1860                 }
1861         }
1862
1863         if (l != m) {
1864
1865                 if (l == M_PARTIAL)
1866
1867                         remove_partial(n, page);
1868
1869                 else if (l == M_FULL)
1870
1871                         remove_full(s, page);
1872
1873                 if (m == M_PARTIAL) {
1874
1875                         add_partial(n, page, tail);
1876                         stat(s, tail);
1877
1878                 } else if (m == M_FULL) {
1879
1880                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1881                         add_full(s, n, page);
1882
1883                 }
1884         }
1885
1886         l = m;
1887         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1888                                 old.freelist, old.counters,
1889                                 new.freelist, new.counters,
1890                                 "unfreezing slab"))
1891                 goto redo;
1892
1893         if (lock)
1894                 spin_unlock(&n->list_lock);
1895
1896         if (m == M_FREE) {
1897                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1898                 discard_slab(s, page);
1899                 stat(s, FREE_SLAB);
1900         }
1901 }
1902
1903 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1904 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1905 {
1906         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1907         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1908         struct page *page;
1909
1910         while ((page = c->partial)) {
1911                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1912                 enum slab_modes l, m;
1913                 struct page new;
1914                 struct page old;
1915
1916                 c->partial = page->next;
1917                 l = M_FREE;
1918
1919                 do {
1920
1921                         old.freelist = page->freelist;
1922                         old.counters = page->counters;
1923                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1924
1925                         new.counters = old.counters;
1926                         new.freelist = old.freelist;
1927
1928                         new.frozen = 0;
1929
1930                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1931                                 m = M_FREE;
1932                         else {
1933                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1934                                                         page_to_nid(page));
1935
1936                                 m = M_PARTIAL;
1937                                 if (n != n2) {
1938                                         if (n)
1939                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1940
1941                                         n = n2;
1942                                         spin_lock(&n->list_lock);
1943                                 }
1944                         }
1945
1946                         if (l != m) {
1947                                 if (l == M_PARTIAL)
1948                                         remove_partial(n, page);
1949                                 else
1950                                         add_partial(n, page, 1);
1951
1952                                 l = m;
1953                         }
1954
1955                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1956                                 old.freelist, old.counters,
1957                                 new.freelist, new.counters,
1958                                 "unfreezing slab"));
1959
1960                 if (m == M_FREE) {
1961                         stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1962                         discard_slab(s, page);
1963                         stat(s, FREE_SLAB);
1964                 }
1965         }
1966
1967         if (n)
1968                 spin_unlock(&n->list_lock);
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1973  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1974  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1975  * onto a random cpus partial slot.
1976  *
1977  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1978  * per node partial list.
1979  */
1980 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1981 {
1982         struct page *oldpage;
1983         int pages;
1984         int pobjects;
1985
1986         do {
1987                 pages = 0;
1988                 pobjects = 0;
1989                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1990
1991                 if (oldpage) {
1992                         pobjects = oldpage->pobjects;
1993                         pages = oldpage->pages;
1994                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1995                                 unsigned long flags;
1996                                 /*
1997                                  * partial array is full. Move the existing
1998                                  * set to the per node partial list.
1999                                  */
2000                                 local_irq_save(flags);
2001                                 unfreeze_partials(s);
2002                                 local_irq_restore(flags);
2003                                 pobjects = 0;
2004                                 pages = 0;
2005                         }
2006                 }
2007
2008                 pages++;
2009                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2010
2011                 page->pages = pages;
2012                 page->pobjects = pobjects;
2013                 page->next = oldpage;
2014
2015         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2016         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2017         return pobjects;
2018 }
2019
2020 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2021 {
2022         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2023         deactivate_slab(s, c);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Flush cpu slab.
2028  *
2029  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2030  */
2031 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2032 {
2033         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2034
2035         if (likely(c)) {
2036                 if (c->page)
2037                         flush_slab(s, c);
2038
2039                 unfreeze_partials(s);
2040         }
2041 }
2042
2043 static void flush_cpu_slab(void *d)
2044 {
2045         struct kmem_cache *s = d;
2046
2047         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2048 }
2049
2050 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2051 {
2052         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2057  * locality expectations.
2058  */
2059 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2060 {
2061 #ifdef CONFIG_NUMA
2062         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2063                 return 0;
2064 #endif
2065         return 1;
2066 }
2067
2068 static int count_free(struct page *page)
2069 {
2070         return page->objects - page->inuse;
2071 }
2072
2073 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2074                                         int (*get_count)(struct page *))
2075 {
2076         unsigned long flags;
2077         unsigned long x = 0;
2078         struct page *page;
2079
2080         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2081         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2082                 x += get_count(page);
2083         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2084         return x;
2085 }
2086
2087 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2088 {
2089 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2090         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2091 #else
2092         return 0;
2093 #endif
2094 }
2095
2096 static noinline void
2097 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2098 {
2099         int node;
2100
2101         printk(KERN_WARNING
2102                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2103                 nid, gfpflags);
2104         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2105                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2106                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2107
2108         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2109                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2110                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2111
2112         for_each_online_node(node) {
2113                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2114                 unsigned long nr_slabs;
2115                 unsigned long nr_objs;
2116                 unsigned long nr_free;
2117
2118                 if (!n)
2119                         continue;
2120
2121                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2122                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2123                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2124
2125                 printk(KERN_WARNING
2126                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2127                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2128         }
2129 }
2130
2131 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2132                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2133 {
2134         void *object;
2135         struct kmem_cache_cpu *c;
2136         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2137
2138         if (page) {
2139                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2140                 if (c->page)
2141                         flush_slab(s, c);
2142
2143                 /*
2144                  * No other reference to the page yet so we can
2145                  * muck around with it freely without cmpxchg
2146                  */
2147                 object = page->freelist;
2148                 page->freelist = NULL;
2149
2150                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2151                 c->node = page_to_nid(page);
2152                 c->page = page;
2153                 *pc = c;
2154         } else
2155                 object = NULL;
2156
2157         return object;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2162  * debugging duties.
2163  *
2164  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2165  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2166  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2167  *
2168  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2169  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2170  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2171  *
2172  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2173  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2174  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2175  */
2176 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2177                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2178 {
2179         void **object;
2180         unsigned long flags;
2181         struct page new;
2182         unsigned long counters;
2183
2184         local_irq_save(flags);
2185 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2186         /*
2187          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2188          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2189          * pointer.
2190          */
2191         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2192 #endif
2193
2194         if (!c->page)
2195                 goto new_slab;
2196 redo:
2197         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2198                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2199                 deactivate_slab(s, c);
2200                 goto new_slab;
2201         }
2202
2203         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2204
2205         do {
2206                 object = c->page->freelist;
2207                 counters = c->page->counters;
2208                 new.counters = counters;
2209                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2210
2211                 /*
2212                  * If there is no object left then we use this loop to
2213                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2214                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2215                  * put the page back onto the partial list.
2216                  *
2217                  * If there are objects left then we retrieve them
2218                  * and use them to refill the per cpu queue.
2219                  */
2220
2221                 new.inuse = c->page->objects;
2222                 new.frozen = object != NULL;
2223
2224         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2225                         object, counters,
2226                         NULL, new.counters,
2227                         "__slab_alloc"));
2228
2229         if (!object) {
2230                 c->page = NULL;
2231                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2232                 goto new_slab;
2233         }
2234
2235         stat(s, ALLOC_REFILL);
2236
2237 load_freelist:
2238         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2239         c->tid = next_tid(c->tid);
2240         local_irq_restore(flags);
2241         return object;
2242
2243 new_slab:
2244
2245         if (c->partial) {
2246                 c->page = c->partial;
2247                 c->partial = c->page->next;
2248                 c->node = page_to_nid(c->page);
2249                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2250                 c->freelist = NULL;
2251                 goto redo;
2252         }
2253
2254         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2255         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2256
2257         if (unlikely(!object)) {
2258
2259                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2260
2261                 if (unlikely(!object)) {
2262                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2263                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2264
2265                         local_irq_restore(flags);
2266                         return NULL;
2267                 }
2268         }
2269
2270         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2271                 goto load_freelist;
2272
2273         /* Only entered in the debug case */
2274         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2275                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2276
2277         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2278         deactivate_slab(s, c);
2279         c->node = NUMA_NO_NODE;
2280         local_irq_restore(flags);
2281         return object;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2286  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2287  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2288  *
2289  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2290  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2291  *
2292  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2293  */
2294 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2295                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2296 {
2297         void **object;
2298         struct kmem_cache_cpu *c;
2299         unsigned long tid;
2300
2301         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2302                 return NULL;
2303
2304 redo:
2305
2306         /*
2307          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2308          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2309          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2310          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2311          */
2312         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2313
2314         /*
2315          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2316          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2317          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2318          * linked list in between.
2319          */
2320         tid = c->tid;
2321         barrier();
2322
2323         object = c->freelist;
2324         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2325
2326                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2327
2328         else {
2329                 /*
2330                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2331                  * operation and if we are on the right processor.
2332                  *
2333                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2334                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2335                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2336                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2337                  *
2338                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2339                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2340                  */
2341                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2342                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2343                                 object, tid,
2344                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2345
2346                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2347                         goto redo;
2348                 }
2349                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2350         }
2351
2352         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2353                 memset(object, 0, s->objsize);
2354
2355         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2356
2357         return object;
2358 }
2359
2360 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2361 {
2362         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2363
2364         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2365
2366         return ret;
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2369
2370 #ifdef CONFIG_TRACING
2371 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2372 {
2373         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2374         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2375         return ret;
2376 }
2377 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2378
2379 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2380 {
2381         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2382         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2383         return ret;
2384 }
2385 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2386 #endif
2387
2388 #ifdef CONFIG_NUMA
2389 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2390 {
2391         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2392
2393         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2394                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2395
2396         return ret;
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2399
2400 #ifdef CONFIG_TRACING
2401 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2402                                     gfp_t gfpflags,
2403                                     int node, size_t size)
2404 {
2405         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2406
2407         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2408                            size, s->size, gfpflags, node);
2409         return ret;
2410 }
2411 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2412 #endif
2413 #endif
2414
2415 /*
2416  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2417  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2418  *
2419  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2420  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2421  * handling required then we can return immediately.
2422  */
2423 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2424                         void *x, unsigned long addr)
2425 {
2426         void *prior;
2427         void **object = (void *)x;
2428         int was_frozen;
2429         int inuse;
2430         struct page new;
2431         unsigned long counters;
2432         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2433         unsigned long uninitialized_var(flags);
2434
2435         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2436
2437         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2438                 return;
2439
2440         do {
2441                 prior = page->freelist;
2442                 counters = page->counters;
2443                 set_freepointer(s, object, prior);
2444                 new.counters = counters;
2445                 was_frozen = new.frozen;
2446                 new.inuse--;
2447                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2448
2449                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2450
2451                                 /*
2452                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2453                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2454                                  */
2455                                 new.frozen = 1;
2456
2457                         else { /* Needs to be taken off a list */
2458
2459                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2460                                 /*
2461                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2462                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2463                                  * drop the list_lock without any processing.
2464                                  *
2465                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2466                                  * other processors updating the list of slabs.
2467                                  */
2468                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2469
2470                         }
2471                 }
2472                 inuse = new.inuse;
2473
2474         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2475                 prior, counters,
2476                 object, new.counters,
2477                 "__slab_free"));
2478
2479         if (likely(!n)) {
2480
2481                 /*
2482                  * If we just froze the page then put it onto the
2483                  * per cpu partial list.
2484                  */
2485                 if (new.frozen && !was_frozen)
2486                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2487
2488                 /*
2489                  * The list lock was not taken therefore no list
2490                  * activity can be necessary.
2491                  */
2492                 if (was_frozen)
2493                         stat(s, FREE_FROZEN);
2494                 return;
2495         }
2496
2497         /*
2498          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2499          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2500          */
2501         if (was_frozen)
2502                 stat(s, FREE_FROZEN);
2503         else {
2504                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2505                         goto slab_empty;
2506
2507                 /*
2508                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2509                  * then add it.
2510                  */
2511                 if (unlikely(!prior)) {
2512                         remove_full(s, page);
2513                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2514                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2515                 }
2516         }
2517         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2518         return;
2519
2520 slab_empty:
2521         if (prior) {
2522                 /*
2523                  * Slab on the partial list.
2524                  */
2525                 remove_partial(n, page);
2526                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2527         } else
2528                 /* Slab must be on the full list */
2529                 remove_full(s, page);
2530
2531         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2532         stat(s, FREE_SLAB);
2533         discard_slab(s, page);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2538  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2539  *
2540  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2541  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2542  * the item before.
2543  *
2544  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2545  * with all sorts of special processing.
2546  */
2547 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2548                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2549 {
2550         void **object = (void *)x;
2551         struct kmem_cache_cpu *c;
2552         unsigned long tid;
2553
2554         slab_free_hook(s, x);
2555
2556 redo:
2557         /*
2558          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2559          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2560          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2561          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2562          */
2563         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2564
2565         tid = c->tid;
2566         barrier();
2567
2568         if (likely(page == c->page)) {
2569                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2570
2571                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2572                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2573                                 c->freelist, tid,
2574                                 object, next_tid(tid)))) {
2575
2576                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2577                         goto redo;
2578                 }
2579                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2580         } else
2581                 __slab_free(s, page, x, addr);
2582
2583 }
2584
2585 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2586 {
2587         struct page *page;
2588
2589         page = virt_to_head_page(x);
2590
2591         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2592
2593         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2594 }
2595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2596
2597 /*
2598  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2599  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2600  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2601  * another.
2602  *
2603  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2604  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2605  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2606  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2607  * locking overhead.
2608  */
2609
2610 /*
2611  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2612  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2613  * and increases the number of allocations possible without having to
2614  * take the list_lock.
2615  */
2616 static int slub_min_order;
2617 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2618 static int slub_min_objects;
2619
2620 /*
2621  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2622  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2623  */
2624 static int slub_nomerge;
2625
2626 /*
2627  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2628  *
2629  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2630  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2631  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2632  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2633  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2634  * would be wasted.
2635  *
2636  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2637  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2638  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2639  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2640  *
2641  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2642  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2643  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2644  * of space in favor of a small page order.
2645  *
2646  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2647  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2648  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2649  * the smallest order which will fit the object.
2650  */
2651 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2652                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2653 {
2654         int order;
2655         int rem;
2656         int min_order = slub_min_order;
2657
2658         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2659                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2660
2661         for (order = max(min_order,
2662                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2663                         order <= max_order; order++) {
2664
2665                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2666
2667                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2668                         continue;
2669
2670                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2671
2672                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2673                         break;
2674
2675         }
2676
2677         return order;
2678 }
2679
2680 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2681 {
2682         int order;
2683         int min_objects;
2684         int fraction;
2685         int max_objects;
2686
2687         /*
2688          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2689          * works by first attempting to generate a layout with
2690          * the best configuration and backing off gradually.
2691          *
2692          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2693          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2694          */
2695         min_objects = slub_min_objects;
2696         if (!min_objects)
2697                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2698         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2699         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2700
2701         while (min_objects > 1) {
2702                 fraction = 16;
2703                 while (fraction >= 4) {
2704                         order = slab_order(size, min_objects,
2705                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2706                         if (order <= slub_max_order)
2707                                 return order;
2708                         fraction /= 2;
2709                 }
2710                 min_objects--;
2711         }
2712
2713         /*
2714          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2715          * lets see if we can place a single object there.
2716          */
2717         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2718         if (order <= slub_max_order)
2719                 return order;
2720
2721         /*
2722          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2723          */
2724         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2725         if (order < MAX_ORDER)
2726                 return order;
2727         return -ENOSYS;
2728 }
2729
2730 /*
2731  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2732  */
2733 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2734                 unsigned long align, unsigned long size)
2735 {
2736         /*
2737          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2738          * suggestion if the object is sufficiently large.
2739          *
2740          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2741          * alignment though. If that is greater then use it.
2742          */
2743         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2744                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2745                 while (size <= ralign / 2)
2746                         ralign /= 2;
2747                 align = max(align, ralign);
2748         }
2749
2750         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2751                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2752
2753         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2754 }
2755
2756 static void
2757 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2758 {
2759         n->nr_partial = 0;
2760         spin_lock_init(&n->list_lock);
2761         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2762 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2763         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2764         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2765         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2766 #endif
2767 }
2768
2769 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2770 {
2771         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2772                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2773
2774         /*
2775          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2776          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2777          */
2778         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2779                                      2 * sizeof(void *));
2780
2781         if (!s->cpu_slab)
2782                 return 0;
2783
2784         init_kmem_cache_cpus(s);
2785
2786         return 1;
2787 }
2788
2789 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2790
2791 /*
2792  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2793  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2794  * possible.
2795  *
2796  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2797  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2798  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2799  */
2800 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2801 {
2802         struct page *page;
2803         struct kmem_cache_node *n;
2804
2805         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2806
2807         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2808
2809         BUG_ON(!page);
2810         if (page_to_nid(page) != node) {
2811                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2812                                 "node %d\n", node);
2813                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2814                                 "in order to be able to continue\n");
2815         }
2816
2817         n = page->freelist;
2818         BUG_ON(!n);
2819         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2820         page->inuse = 1;
2821         page->frozen = 0;
2822         kmem_cache_node->node[node] = n;
2823 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2824         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2825         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2826 #endif
2827         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2828         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2829
2830         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2831 }
2832
2833 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2834 {
2835         int node;
2836
2837         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2838                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2839
2840                 if (n)
2841                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2842
2843                 s->node[node] = NULL;
2844         }
2845 }
2846
2847 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2848 {
2849         int node;
2850
2851         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2852                 struct kmem_cache_node *n;
2853
2854                 if (slab_state == DOWN) {
2855                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2856                         continue;
2857                 }
2858                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2859                                                 GFP_KERNEL, node);
2860
2861                 if (!n) {
2862                         free_kmem_cache_nodes(s);
2863                         return 0;
2864                 }
2865
2866                 s->node[node] = n;
2867                 init_kmem_cache_node(n, s);
2868         }
2869         return 1;
2870 }
2871
2872 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2873 {
2874         if (min < MIN_PARTIAL)
2875                 min = MIN_PARTIAL;
2876         else if (min > MAX_PARTIAL)
2877                 min = MAX_PARTIAL;
2878         s->min_partial = min;
2879 }
2880
2881 /*
2882  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2883  * a slab object.
2884  */
2885 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2886 {
2887         unsigned long flags = s->flags;
2888         unsigned long size = s->objsize;
2889         unsigned long align = s->align;
2890         int order;
2891
2892         /*
2893          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2894          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2895          * the possible location of the free pointer.
2896          */
2897         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2898
2899 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2900         /*
2901          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2902          * the slab may touch the object after free or before allocation
2903          * then we should never poison the object itself.
2904          */
2905         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2906                         !s->ctor)
2907                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2908         else
2909                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2910
2911
2912         /*
2913          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2914          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2915          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2916          */
2917         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2918                 size += sizeof(void *);
2919 #endif
2920
2921         /*
2922          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2923          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2924          */
2925         s->inuse = size;
2926
2927         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2928                 s->ctor)) {
2929                 /*
2930                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2931                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2932                  * kmem_cache_free.
2933                  *
2934                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2935                  * destructor or are poisoning the objects.
2936                  */
2937                 s->offset = size;
2938                 size += sizeof(void *);
2939         }
2940
2941 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2942         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2943                 /*
2944                  * Need to store information about allocs and frees after
2945                  * the object.
2946                  */
2947                 size += 2 * sizeof(struct track);
2948
2949         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2950                 /*
2951                  * Add some empty padding so that we can catch
2952                  * overwrites from earlier objects rather than let
2953                  * tracking information or the free pointer be
2954                  * corrupted if a user writes before the start
2955                  * of the object.
2956                  */
2957                 size += sizeof(void *);
2958 #endif
2959
2960         /*
2961          * Determine the alignment based on various parameters that the
2962          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2963          * on bootup.
2964          */
2965         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2966         s->align = align;
2967
2968         /*
2969          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2970          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2971          * each object to conform to the alignment.
2972          */
2973         size = ALIGN(size, align);
2974         s->size = size;
2975         if (forced_order >= 0)
2976                 order = forced_order;
2977         else
2978                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2979
2980         if (order < 0)
2981                 return 0;
2982
2983         s->allocflags = 0;
2984         if (order)
2985                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2986
2987         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2988                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2989
2990         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2991                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2992
2993         /*
2994          * Determine the number of objects per slab
2995          */
2996         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2997         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2998         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2999                 s->max = s->oo;
3000
3001         return !!oo_objects(s->oo);
3002
3003 }
3004
3005 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3006                 const char *name, size_t size,
3007                 size_t align, unsigned long flags,
3008                 void (*ctor)(void *))
3009 {
3010         memset(s, 0, kmem_size);
3011         s->name = name;
3012         s->ctor = ctor;
3013         s->objsize = size;
3014         s->align = align;
3015         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3016         s->reserved = 0;
3017
3018         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3019                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3020
3021         if (!calculate_sizes(s, -1))
3022                 goto error;
3023         if (disable_higher_order_debug) {
3024                 /*
3025                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3026                  * order increased.
3027                  */
3028                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3029                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3030                         s->offset = 0;
3031                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3032                                 goto error;
3033                 }
3034         }
3035
3036 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
3037         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3038                 /* Enable fast mode */
3039                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3040 #endif
3041
3042         /*
3043          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3044          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3045          */
3046         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3047
3048         /*
3049          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3050          * per cpu partial lists of a processor.
3051          *
3052          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3053          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3054          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3055          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3056          *
3057          * This setting also determines
3058          *
3059          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3060          *    per node list when we reach the limit.
3061          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3062          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3063          *    to keep some capacity around for frees.
3064          */
3065         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3066                 s->cpu_partial = 2;
3067         else if (s->size >= 1024)
3068                 s->cpu_partial = 6;
3069         else if (s->size >= 256)
3070                 s->cpu_partial = 13;
3071         else
3072                 s->cpu_partial = 30;
3073
3074         s->refcount = 1;
3075 #ifdef CONFIG_NUMA
3076         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3077 #endif
3078         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3079                 goto error;
3080
3081         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3082                 return 1;
3083
3084         free_kmem_cache_nodes(s);
3085 error:
3086         if (flags & SLAB_PANIC)
3087                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3088                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3089                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3090                         s->offset, flags);
3091         return 0;
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Determine the size of a slab object
3096  */
3097 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3098 {
3099         return s->objsize;
3100 }
3101 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3102
3103 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3104                                                         const char *text)
3105 {
3106 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3107         void *addr = page_address(page);
3108         void *p;
3109         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3110                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3111         if (!map)
3112                 return;
3113         slab_err(s, page, "%s", text);
3114         slab_lock(page);
3115
3116         get_map(s, page, map);
3117         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3118
3119                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3120                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3121                                                         p, p - addr);
3122                         print_tracking(s, p);
3123                 }
3124         }
3125         slab_unlock(page);
3126         kfree(map);
3127 #endif
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3132  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3133  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3134  */
3135 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3136 {
3137         struct page *page, *h;
3138
3139         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3140                 if (!page->inuse) {
3141                         remove_partial(n, page);
3142                         discard_slab(s, page);
3143                 } else {
3144                         list_slab_objects(s, page,
3145                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3146                 }
3147         }
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Release all resources used by a slab cache.
3152  */
3153 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3154 {
3155         int node;
3156
3157         flush_all(s);
3158         free_percpu(s->cpu_slab);
3159         /* Attempt to free all objects */
3160         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3161                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3162
3163                 free_partial(s, n);
3164                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3165                         return 1;
3166         }
3167         free_kmem_cache_nodes(s);
3168         return 0;
3169 }
3170
3171 /*
3172  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3173  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3174  */
3175 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3176 {
3177         down_write(&slub_lock);
3178         s->refcount--;
3179         if (!s->refcount) {
3180                 list_del(&s->list);
3181                 up_write(&slub_lock);
3182                 if (kmem_cache_close(s)) {
3183                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3184                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3185                         dump_stack();
3186                 }
3187                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3188                         rcu_barrier();
3189                 sysfs_slab_remove(s);
3190         } else
3191                 up_write(&slub_lock);
3192 }
3193 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3194
3195 /********************************************************************
3196  *              Kmalloc subsystem
3197  *******************************************************************/
3198
3199 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3200 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3201
3202 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3203
3204 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3205 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3206 #endif
3207
3208 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3209 {
3210         get_option(&str, &slub_min_order);
3211
3212         return 1;
3213 }
3214
3215 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3216
3217 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3218 {
3219         get_option(&str, &slub_max_order);
3220         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3221
3222         return 1;
3223 }
3224
3225 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3226
3227 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3228 {
3229         get_option(&str, &slub_min_objects);
3230
3231         return 1;
3232 }
3233
3234 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3235
3236 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3237 {
3238         slub_nomerge = 1;
3239         return 1;
3240 }
3241
3242 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3243
3244 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3245                                                 int size, unsigned int flags)
3246 {
3247         struct kmem_cache *s;
3248
3249         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3250
3251         /*
3252          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3253          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3254          */
3255         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3256                                                                 flags, NULL))
3257                 goto panic;
3258
3259         list_add(&s->list, &slab_caches);
3260         return s;
3261
3262 panic:
3263         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3264         return NULL;
3265 }
3266
3267 /*
3268  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3269  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3270  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3271  * fls.
3272  */
3273 static s8 size_index[24] = {
3274         3,      /* 8 */
3275         4,      /* 16 */
3276         5,      /* 24 */
3277         5,      /* 32 */
3278         6,      /* 40 */
3279         6,      /* 48 */
3280         6,      /* 56 */
3281         6,      /* 64 */
3282         1,      /* 72 */
3283         1,      /* 80 */
3284         1,      /* 88 */
3285         1,      /* 96 */
3286         7,      /* 104 */
3287         7,      /* 112 */
3288         7,      /* 120 */
3289         7,      /* 128 */
3290         2,      /* 136 */
3291         2,      /* 144 */
3292         2,      /* 152 */
3293         2,      /* 160 */
3294         2,      /* 168 */
3295         2,      /* 176 */
3296         2,      /* 184 */
3297         2       /* 192 */
3298 };
3299
3300 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3301 {
3302         return (bytes - 1) / 8;
3303 }
3304
3305 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3306 {
3307         int index;
3308
3309         if (size <= 192) {
3310                 if (!size)
3311                         return ZERO_SIZE_PTR;
3312
3313                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3314         } else
3315                 index = fls(size - 1);
3316
3317 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3318         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3319                 return kmalloc_dma_caches[index];
3320
3321 #endif
3322         return kmalloc_caches[index];
3323 }
3324
3325 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3326 {
3327         struct kmem_cache *s;
3328         void *ret;
3329
3330         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3331                 return kmalloc_large(size, flags);
3332
3333         s = get_slab(size, flags);
3334
3335         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3336                 return s;
3337
3338         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3339
3340         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3341
3342         return ret;
3343 }
3344 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3345
3346 #ifdef CONFIG_NUMA
3347 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3348 {
3349         struct page *page;
3350         void *ptr = NULL;
3351
3352         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3353         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3354         if (page)
3355                 ptr = page_address(page);
3356
3357         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3358         return ptr;
3359 }
3360
3361 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3362 {
3363         struct kmem_cache *s;
3364         void *ret;
3365
3366         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3367                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3368
3369                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3370                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3371                                    flags, node);
3372
3373                 return ret;
3374         }
3375
3376         s = get_slab(size, flags);
3377
3378         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3379                 return s;
3380
3381         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3382
3383         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3384
3385         return ret;
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3388 #endif
3389
3390 size_t ksize(const void *object)
3391 {
3392         struct page *page;
3393
3394         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3395                 return 0;
3396
3397         page = virt_to_head_page(object);
3398
3399         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3400                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3401                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3402         }
3403
3404         return slab_ksize(page->slab);
3405 }
3406 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3407
3408 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3409 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3410 {
3411         struct page *page;
3412         void *object = (void *)x;
3413         unsigned long flags;
3414         bool rv;
3415
3416         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3417                 return false;
3418
3419         local_irq_save(flags);
3420
3421         page = virt_to_head_page(x);
3422         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3423                 /* maybe it was from stack? */
3424                 rv = true;
3425                 goto out_unlock;
3426         }
3427
3428         slab_lock(page);
3429         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3430                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3431                 rv = false;
3432         } else {
3433                 rv = true;
3434         }
3435         slab_unlock(page);
3436
3437 out_unlock:
3438         local_irq_restore(flags);
3439         return rv;
3440 }
3441 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3442 #endif
3443
3444 void kfree(const void *x)
3445 {
3446         struct page *page;
3447         void *object = (void *)x;
3448
3449         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3450
3451         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3452                 return;
3453
3454         page = virt_to_head_page(x);
3455         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3456                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3457                 kmemleak_free(x);
3458                 put_page(page);
3459                 return;
3460         }
3461         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3462 }
3463 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3464
3465 /*
3466  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3467  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3468  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3469  * and thus they can be removed from the partial lists.
3470  *
3471  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3472  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3473  * are freed in them.
3474  */
3475 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3476 {
3477         int node;
3478         int i;
3479         struct kmem_cache_node *n;
3480         struct page *page;
3481         struct page *t;
3482         int objects = oo_objects(s->max);
3483         struct list_head *slabs_by_inuse =
3484                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3485         unsigned long flags;
3486
3487         if (!slabs_by_inuse)
3488                 return -ENOMEM;
3489
3490         flush_all(s);
3491         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3492                 n = get_node(s, node);
3493
3494                 if (!n->nr_partial)
3495                         continue;
3496
3497                 for (i = 0; i < objects; i++)
3498                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3499
3500                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3501
3502                 /*
3503                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3504                  *
3505                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3506                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3507                  */
3508                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3509                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3510                         if (!page->inuse)
3511                                 n->nr_partial--;
3512                 }
3513
3514                 /*
3515                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3516                  * first and the least used slabs at the end.
3517                  */
3518                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3519                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3520
3521                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3522
3523                 /* Release empty slabs */
3524                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3525                         discard_slab(s, page);
3526         }
3527
3528         kfree(slabs_by_inuse);
3529         return 0;
3530 }
3531 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3532
3533 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3534 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3535 {
3536         struct kmem_cache *s;
3537
3538         down_read(&slub_lock);
3539         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3540                 kmem_cache_shrink(s);
3541         up_read(&slub_lock);
3542
3543         return 0;
3544 }
3545
3546 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3547 {
3548         struct kmem_cache_node *n;
3549         struct kmem_cache *s;
3550         struct memory_notify *marg = arg;
3551         int offline_node;
3552
3553         offline_node = marg->status_change_nid;
3554
3555         /*
3556          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3557          * for it yet.
3558          */
3559         if (offline_node < 0)
3560                 return;
3561
3562         down_read(&slub_lock);
3563         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3564                 n = get_node(s, offline_node);
3565                 if (n) {
3566                         /*
3567                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3568                          * that is going down. We were unable to free them,
3569                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3570                          * callback. So, we must fail.
3571                          */
3572                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3573
3574                         s->node[offline_node] = NULL;
3575                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3576                 }
3577         }
3578         up_read(&slub_lock);
3579 }
3580
3581 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3582 {
3583         struct kmem_cache_node *n;
3584         struct kmem_cache *s;
3585         struct memory_notify *marg = arg;
3586         int nid = marg->status_change_nid;
3587         int ret = 0;
3588
3589         /*
3590          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3591          * already created. Nothing to do.
3592          */
3593         if (nid < 0)
3594                 return 0;
3595
3596         /*
3597          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3598          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3599          * online.
3600          */
3601         down_read(&slub_lock);
3602         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3603                 /*
3604                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3605                  *      since memory is not yet available from the node that
3606                  *      is brought up.
3607                  */
3608                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3609                 if (!n) {
3610                         ret = -ENOMEM;
3611                         goto out;
3612                 }
3613                 init_kmem_cache_node(n, s);
3614                 s->node[nid] = n;
3615         }
3616 out:
3617         up_read(&slub_lock);
3618         return ret;
3619 }
3620
3621 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3622                                 unsigned long action, void *arg)
3623 {
3624         int ret = 0;
3625
3626         switch (action) {
3627         case MEM_GOING_ONLINE:
3628                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3629                 break;
3630         case MEM_GOING_OFFLINE:
3631                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3632                 break;
3633         case MEM_OFFLINE:
3634         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3635                 slab_mem_offline_callback(arg);
3636                 break;
3637         case MEM_ONLINE:
3638         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3639                 break;
3640         }
3641         if (ret)
3642                 ret = notifier_from_errno(ret);
3643         else
3644                 ret = NOTIFY_OK;
3645         return ret;
3646 }
3647
3648 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3649
3650 /********************************************************************
3651  *                      Basic setup of slabs
3652  *******************************************************************/
3653
3654 /*
3655  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3656  * the page allocator
3657  */
3658
3659 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3660 {
3661         int node;
3662
3663         list_add(&s->list, &slab_caches);
3664         s->refcount = -1;
3665
3666         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3667                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3668                 struct page *p;
3669
3670                 if (n) {
3671                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3672                                 p->slab = s;
3673
3674 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3675                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3676                                 p->slab = s;
3677 #endif
3678                 }
3679         }
3680 }
3681
3682 void __init kmem_cache_init(void)
3683 {
3684         int i;
3685         int caches = 0;
3686         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3687         int order;
3688         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3689         unsigned long kmalloc_size;
3690
3691         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3692                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3693
3694         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3695         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3696         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3697         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3698
3699         /*
3700          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3701          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3702          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3703          */
3704         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3705
3706         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3707                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3708                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3709
3710         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3711
3712         /* Able to allocate the per node structures */
3713         slab_state = PARTIAL;
3714
3715         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3716         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3717                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3718         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3719         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3720
3721         /*
3722          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3723          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3724          * update any list pointers.
3725          */
3726         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3727
3728         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3729         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3730
3731         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3732
3733         caches++;
3734         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3735         caches++;
3736         /* Free temporary boot structure */
3737         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3738
3739         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3740
3741         /*
3742          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3743          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3744          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3745          *
3746          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3747          * handle the index determination for the smaller caches.
3748          *
3749          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3750          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3751          */
3752         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3753                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3754
3755         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3756                 int elem = size_index_elem(i);
3757                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3758                         break;
3759                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3760         }
3761
3762         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3763                 /*
3764                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3765                  * is 64 byte.
3766                  */
3767                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3768                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3769         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3770                 /*
3771                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3772                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3773                  * instead.
3774                  */
3775                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3776                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3777         }
3778
3779         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3780         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3781                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3782                 caches++;
3783         }
3784
3785         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3786                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3787                 caches++;
3788         }
3789
3790         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3791                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3792                 caches++;
3793         }
3794
3795         slab_state = UP;
3796
3797         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3798         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3799                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3800                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3801         }
3802
3803         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3804                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3805                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3806         }
3807
3808         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3809                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3810
3811                 BUG_ON(!s);
3812                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3813         }
3814
3815 #ifdef CONFIG_SMP
3816         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3817 #endif
3818
3819 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3820         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3821                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3822
3823                 if (s && s->size) {
3824                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3825                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3826
3827                         BUG_ON(!name);
3828                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3829                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3830                 }
3831         }
3832 #endif
3833         printk(KERN_INFO
3834                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3835                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3836                 caches, cache_line_size(),
3837                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3838                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3839 }
3840
3841 void __init kmem_cache_init_late(void)
3842 {
3843 }
3844
3845 /*
3846  * Find a mergeable slab cache
3847  */
3848 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3849 {
3850         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3851                 return 1;
3852
3853         if (s->ctor)
3854                 return 1;
3855
3856         /*
3857          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3858          */
3859         if (s->refcount < 0)
3860                 return 1;
3861
3862         return 0;
3863 }
3864
3865 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3866                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3867                 void (*ctor)(void *))
3868 {
3869         struct kmem_cache *s;
3870
3871         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3872                 return NULL;
3873
3874         if (ctor)
3875                 return NULL;
3876
3877         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3878         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3879         size = ALIGN(size, align);
3880         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3881
3882         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3883                 if (slab_unmergeable(s))
3884                         continue;
3885
3886                 if (size > s->size)
3887                         continue;
3888
3889                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3890                                 continue;
3891                 /*
3892                  * Check if alignment is compatible.
3893                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3894                  */
3895                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3896                         continue;
3897
3898                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3899                         continue;
3900
3901                 return s;
3902         }
3903         return NULL;
3904 }
3905
3906 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3907                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3908 {
3909         struct kmem_cache *s;
3910         char *n;
3911
3912         if (WARN_ON(!name))
3913                 return NULL;
3914
3915         down_write(&slub_lock);
3916         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3917         if (s) {
3918                 s->refcount++;
3919                 /*
3920                  * Adjust the object sizes so that we clear
3921                  * the complete object on kzalloc.
3922                  */
3923                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3924                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3925
3926                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3927                         s->refcount--;
3928                         goto err;
3929                 }
3930                 up_write(&slub_lock);
3931                 return s;
3932         }
3933
3934         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3935         if (!n)
3936                 goto err;
3937
3938         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3939         if (s) {
3940                 if (kmem_cache_open(s, n,
3941                                 size, align, flags, ctor)) {
3942                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3943                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3944                                 list_del(&s->list);
3945                                 kfree(n);
3946                                 kfree(s);
3947                                 goto err;
3948                         }
3949                         up_write(&slub_lock);
3950                         return s;
3951                 }
3952                 kfree(n);
3953                 kfree(s);
3954         }
3955 err:
3956         up_write(&slub_lock);
3957
3958         if (flags & SLAB_PANIC)
3959                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3960         else
3961                 s = NULL;
3962         return s;
3963 }
3964 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3965
3966 #ifdef CONFIG_SMP
3967 /*
3968  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3969  * necessary.
3970  */
3971 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3972                 unsigned long action, void *hcpu)
3973 {
3974         long cpu = (long)hcpu;
3975         struct kmem_cache *s;
3976         unsigned long flags;
3977
3978         switch (action) {
3979         case CPU_UP_CANCELED:
3980         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3981         case CPU_DEAD:
3982         case CPU_DEAD_FROZEN:
3983                 down_read(&slub_lock);
3984                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3985                         local_irq_save(flags);
3986                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3987                         local_irq_restore(flags);
3988                 }
3989                 up_read(&slub_lock);
3990                 break;
3991         default:
3992                 break;
3993         }
3994         return NOTIFY_OK;
3995 }
3996
3997 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3998         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3999 };
4000
4001 #endif
4002
4003 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4004 {
4005         struct kmem_cache *s;
4006         void *ret;
4007
4008         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4009                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4010
4011         s = get_slab(size, gfpflags);
4012
4013         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4014                 return s;
4015
4016         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4017
4018         /* Honor the call site pointer we received. */
4019         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4020
4021         return ret;
4022 }
4023
4024 #ifdef CONFIG_NUMA
4025 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4026                                         int node, unsigned long caller)
4027 {
4028         struct kmem_cache *s;
4029         void *ret;
4030
4031         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4032                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4033
4034                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4035                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4036                                    gfpflags, node);
4037
4038                 return ret;
4039         }
4040
4041         s = get_slab(size, gfpflags);
4042
4043         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4044                 return s;
4045
4046         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4047
4048         /* Honor the call site pointer we received. */
4049         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4050
4051         return ret;
4052 }
4053 #endif
4054
4055 #ifdef CONFIG_SYSFS
4056 static int count_inuse(struct page *page)
4057 {
4058         return page->inuse;
4059 }
4060
4061 static int count_total(struct page *page)
4062 {
4063         return page->objects;
4064 }
4065 #endif
4066
4067 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4068 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4069                                                 unsigned long *map)
4070 {
4071         void *p;
4072         void *addr = page_address(page);
4073
4074         if (!check_slab(s, page) ||
4075                         !on_freelist(s, page, NULL))
4076                 return 0;
4077
4078         /* Now we know that a valid freelist exists */
4079         bitmap_zero(map, page->objects);
4080
4081         get_map(s, page, map);
4082         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4083                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4084                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4085                                 return 0;
4086         }
4087
4088         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4089                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4090                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4091                                 return 0;
4092         return 1;
4093 }
4094
4095 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4096                                                 unsigned long *map)
4097 {
4098         slab_lock(page);
4099         validate_slab(s, page, map);
4100         slab_unlock(page);
4101 }
4102
4103 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4104                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4105 {
4106         unsigned long count = 0;
4107         struct page *page;
4108         unsigned long flags;
4109
4110         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4111
4112         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4113                 validate_slab_slab(s, page, map);
4114                 count++;
4115         }
4116         if (count != n->nr_partial)
4117                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4118                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4119
4120         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4121                 goto out;
4122
4123         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4124                 validate_slab_slab(s, page, map);
4125                 count++;
4126         }
4127         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4128                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4129                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4130                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4131
4132 out:
4133         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4134         return count;
4135 }
4136
4137 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4138 {
4139         int node;
4140         unsigned long count = 0;
4141         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4142                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4143
4144         if (!map)
4145                 return -ENOMEM;
4146
4147         flush_all(s);
4148         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4149                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4150
4151                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4152         }
4153         kfree(map);
4154         return count;
4155 }
4156 /*
4157  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4158  * and freed.
4159  */
4160
4161 struct location {
4162         unsigned long count;
4163         unsigned long addr;
4164         long long sum_time;
4165         long min_time;
4166         long max_time;
4167         long min_pid;
4168         long max_pid;
4169         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4170         nodemask_t nodes;
4171 };
4172
4173 struct loc_track {
4174         unsigned long max;
4175         unsigned long count;
4176         struct location *loc;
4177 };
4178
4179 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4180 {
4181         if (t->max)
4182                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4183                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4184 }
4185
4186 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4187 {
4188         struct location *l;
4189         int order;
4190
4191         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4192
4193         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4194         if (!l)
4195                 return 0;
4196
4197         if (t->count) {
4198                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4199                 free_loc_track(t);
4200         }
4201         t->max = max;
4202         t->loc = l;
4203         return 1;
4204 }
4205
4206 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4207                                 const struct track *track)
4208 {
4209         long start, end, pos;
4210         struct location *l;
4211         unsigned long caddr;
4212         unsigned long age = jiffies - track->when;
4213
4214         start = -1;
4215         end = t->count;
4216
4217         for ( ; ; ) {
4218                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4219
4220                 /*
4221                  * There is nothing at "end". If we end up there
4222                  * we need to add something to before end.
4223                  */
4224                 if (pos == end)
4225                         break;
4226
4227                 caddr = t->loc[pos].addr;
4228                 if (track->addr == caddr) {
4229
4230                         l = &t->loc[pos];
4231                         l->count++;
4232                         if (track->when) {
4233                                 l->sum_time += age;
4234                                 if (age < l->min_time)
4235                                         l->min_time = age;
4236                                 if (age > l->max_time)
4237                                         l->max_time = age;
4238
4239                                 if (track->pid < l->min_pid)
4240                                         l->min_pid = track->pid;
4241                                 if (track->pid > l->max_pid)
4242                                         l->max_pid = track->pid;
4243
4244                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4245                                                 to_cpumask(l->cpus));
4246                         }
4247                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4248                         return 1;
4249                 }
4250
4251                 if (track->addr < caddr)
4252                         end = pos;
4253                 else
4254                         start = pos;
4255         }
4256
4257         /*
4258          * Not found. Insert new tracking element.
4259          */
4260         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4261                 return 0;
4262
4263         l = t->loc + pos;
4264         if (pos < t->count)
4265                 memmove(l + 1, l,
4266                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4267         t->count++;
4268         l->count = 1;
4269         l->addr = track->addr;
4270         l->sum_time = age;
4271         l->min_time = age;
4272         l->max_time = age;
4273         l->min_pid = track->pid;
4274         l->max_pid = track->pid;
4275         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4276         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4277         nodes_clear(l->nodes);
4278         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4279         return 1;
4280 }
4281
4282 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4283                 struct page *page, enum track_item alloc,
4284                 unsigned long *map)
4285 {
4286         void *addr = page_address(page);
4287         void *p;
4288
4289         bitmap_zero(map, page->objects);
4290         get_map(s, page, map);
4291
4292         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4293                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4294                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4295 }
4296
4297 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4298                                         enum track_item alloc)
4299 {
4300         int len = 0;
4301         unsigned long i;
4302         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4303         int node;
4304         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4305                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4306
4307         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4308                                      GFP_TEMPORARY)) {
4309                 kfree(map);
4310                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4311         }
4312         /* Push back cpu slabs */
4313         flush_all(s);
4314
4315         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4316                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4317                 unsigned long flags;
4318                 struct page *page;
4319
4320                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4321                         continue;
4322
4323                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4324                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4325                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4326                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4327                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4328                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4329         }
4330
4331         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4332                 struct location *l = &t.loc[i];
4333
4334                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4335                         break;
4336                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4337
4338                 if (l->addr)
4339                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4340                 else
4341                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4342
4343                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4344                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4345                                 l->min_time,
4346                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4347                                 l->max_time);
4348                 } else
4349                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4350                                 l->min_time);
4351
4352                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4353                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4354                                 l->min_pid, l->max_pid);
4355                 else
4356                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4357                                 l->min_pid);
4358
4359                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4360                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4361                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4362                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4363                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4364                                                  to_cpumask(l->cpus));
4365                 }
4366
4367                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4368                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4369                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4370                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4371                                         l->nodes);
4372                 }
4373
4374                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4375         }
4376
4377         free_loc_track(&t);
4378         kfree(map);
4379         if (!t.count)
4380                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4381         return len;
4382 }
4383 #endif
4384
4385 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4386 static void resiliency_test(void)
4387 {
4388         u8 *p;
4389
4390         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4391
4392         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4393         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4394         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4395
4396         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4397         p[16] = 0x12;
4398         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4399                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4400
4401         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4402
4403         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4404         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4405         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4406         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4407                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4408         printk(KERN_ERR
4409                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4410
4411         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4412         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4413         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4414         *p = 0x56;
4415         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4416                                                                         p);
4417         printk(KERN_ERR
4418                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4419         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4420
4421         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4422         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4423         kfree(p);
4424         *p = 0x78;
4425         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4426         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4427
4428         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4429         kfree(p);
4430         p[50] = 0x9a;
4431         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4432                         p);
4433         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4434
4435         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4436         kfree(p);
4437         p[512] = 0xab;
4438         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4439         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4440 }
4441 #else
4442 #ifdef CONFIG_SYSFS
4443 static void resiliency_test(void) {};
4444 #endif
4445 #endif
4446
4447 #ifdef CONFIG_SYSFS
4448 enum slab_stat_type {
4449         SL_ALL,                 /* All slabs */
4450         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4451         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4452         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4453         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4454 };
4455
4456 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4457 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4458 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4459 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4460 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4461
4462 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4463                             char *buf, unsigned long flags)
4464 {
4465         unsigned long total = 0;
4466         int node;
4467         int x;
4468         unsigned long *nodes;
4469         unsigned long *per_cpu;
4470
4471         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4472         if (!nodes)
4473                 return -ENOMEM;
4474         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4475
4476         if (flags & SO_CPU) {
4477                 int cpu;
4478
4479                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4480                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4481                         struct page *page;
4482
4483                         if (!c || c->node < 0)
4484                                 continue;
4485
4486                         if (c->page) {
4487                                         if (flags & SO_TOTAL)
4488                                                 x = c->page->objects;
4489                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4490                                         x = c->page->inuse;
4491                                 else
4492                                         x = 1;
4493
4494                                 total += x;
4495                                 nodes[c->node] += x;
4496                         }
4497                         page = c->partial;
4498
4499                         if (page) {
4500                                 x = page->pobjects;
4501                                 total += x;
4502                                 nodes[c->node] += x;
4503                         }
4504                         per_cpu[c->node]++;
4505                 }
4506         }
4507
4508         lock_memory_hotplug();
4509 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4510         if (flags & SO_ALL) {
4511                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4512                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4513
4514                 if (flags & SO_TOTAL)
4515                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4516                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4517                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4518                                 count_partial(n, count_free);
4519
4520                         else
4521                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4522                         total += x;
4523                         nodes[node] += x;
4524                 }
4525
4526         } else
4527 #endif
4528         if (flags & SO_PARTIAL) {
4529                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4530                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4531
4532                         if (flags & SO_TOTAL)
4533                                 x = count_partial(n, count_total);
4534                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4535                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4536                         else
4537                                 x = n->nr_partial;
4538                         total += x;
4539                         nodes[node] += x;
4540                 }
4541         }
4542         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4543 #ifdef CONFIG_NUMA
4544         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4545                 if (nodes[node])
4546                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4547                                         node, nodes[node]);
4548 #endif
4549         unlock_memory_hotplug();
4550         kfree(nodes);
4551         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4552 }
4553
4554 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4555 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4556 {
4557         int node;
4558
4559         for_each_online_node(node) {
4560                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4561
4562                 if (!n)
4563                         continue;
4564
4565                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4566                         return 1;
4567         }
4568         return 0;
4569 }
4570 #endif
4571
4572 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4573 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4574
4575 struct slab_attribute {
4576         struct attribute attr;
4577         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4578         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4579 };
4580
4581 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4582         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4583         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4584
4585 #define SLAB_ATTR(_name) \
4586         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4587         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4588
4589 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4590 {
4591         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4592 }
4593 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4594
4595 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4596 {
4597         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4598 }
4599 SLAB_ATTR_RO(align);
4600
4601 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4602 {
4603         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4604 }
4605 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4606
4607 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4608 {
4609         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4610 }
4611 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4612
4613 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4614                                 const char *buf, size_t length)
4615 {
4616         unsigned long order;
4617         int err;
4618
4619         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4620         if (err)
4621                 return err;
4622
4623         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4624                 return -EINVAL;
4625
4626         calculate_sizes(s, order);
4627         return length;
4628 }
4629
4630 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4631 {
4632         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4633 }
4634 SLAB_ATTR(order);
4635
4636 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4637 {
4638         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4639 }
4640
4641 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4642                                  size_t length)
4643 {
4644         unsigned long min;
4645         int err;
4646
4647         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4648         if (err)
4649                 return err;
4650
4651         set_min_partial(s, min);
4652         return length;
4653 }
4654 SLAB_ATTR(min_partial);
4655
4656 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4657 {
4658         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4659 }
4660
4661 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4662                                  size_t length)
4663 {
4664         unsigned long objects;
4665         int err;
4666
4667         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4668         if (err)
4669                 return err;
4670
4671         s->cpu_partial = objects;
4672         flush_all(s);
4673         return length;
4674 }
4675 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4676
4677 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         if (!s->ctor)
4680                 return 0;
4681         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4682 }
4683 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4684
4685 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4686 {
4687         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4688 }
4689 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4690
4691 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4692 {
4693         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4694 }
4695 SLAB_ATTR_RO(partial);
4696
4697 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4698 {
4699         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4700 }
4701 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4702
4703 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4704 {
4705         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4706 }
4707 SLAB_ATTR_RO(objects);
4708
4709 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4710 {
4711         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4712 }
4713 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4714
4715 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4716 {
4717         int objects = 0;
4718         int pages = 0;
4719         int cpu;
4720         int len;
4721
4722         for_each_online_cpu(cpu) {
4723                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4724
4725                 if (page) {
4726                         pages += page->pages;
4727                         objects += page->pobjects;
4728                 }
4729         }
4730
4731         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4732
4733 #ifdef CONFIG_SMP
4734         for_each_online_cpu(cpu) {
4735                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4736
4737                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4738                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4739                                 page->pobjects, page->pages);
4740         }
4741 #endif
4742         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4743 }
4744 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4745
4746 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4747 {
4748         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4749 }
4750
4751 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4752                                 const char *buf, size_t length)
4753 {
4754         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4755         if (buf[0] == '1')
4756                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4757         return length;
4758 }
4759 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4760
4761 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4764 }
4765 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4766
4767 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4768 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4769 {
4770         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4771 }
4772 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4773 #endif
4774
4775 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4776 {
4777         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4778 }
4779 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4780
4781 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4782 {
4783         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4784 }
4785 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4786
4787 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4788 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4789 {
4790         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4791 }
4792 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4793
4794 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4795 {
4796         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4797 }
4798 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4799
4800 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4803 }
4804
4805 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4806                                 const char *buf, size_t length)
4807 {
4808         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4809         if (buf[0] == '1') {
4810                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4811                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4812         }
4813         return length;
4814 }
4815 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4816
4817 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4818 {
4819         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4820 }
4821
4822 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4823                                                         size_t length)
4824 {
4825         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4826         if (buf[0] == '1') {
4827                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4828                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4829         }
4830         return length;
4831 }
4832 SLAB_ATTR(trace);
4833
4834 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4835 {
4836         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4837 }
4838
4839 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4840                                 const char *buf, size_t length)
4841 {
4842         if (any_slab_objects(s))
4843                 return -EBUSY;
4844
4845         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4846         if (buf[0] == '1') {
4847                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4848                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4849         }
4850         calculate_sizes(s, -1);
4851         return length;
4852 }
4853 SLAB_ATTR(red_zone);
4854
4855 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4856 {
4857         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4858 }
4859
4860 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4861                                 const char *buf, size_t length)
4862 {
4863         if (any_slab_objects(s))
4864                 return -EBUSY;
4865
4866         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4867         if (buf[0] == '1') {
4868                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4869                 s->flags |= SLAB_POISON;
4870         }
4871         calculate_sizes(s, -1);
4872         return length;
4873 }
4874 SLAB_ATTR(poison);
4875
4876 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4877 {
4878         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4879 }
4880
4881 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4882                                 const char *buf, size_t length)
4883 {
4884         if (any_slab_objects(s))
4885                 return -EBUSY;
4886
4887         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4888         if (buf[0] == '1') {
4889                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4890                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4891         }
4892         calculate_sizes(s, -1);
4893         return length;
4894 }
4895 SLAB_ATTR(store_user);
4896
4897 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4898 {
4899         return 0;
4900 }
4901
4902 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4903                         const char *buf, size_t length)
4904 {
4905         int ret = -EINVAL;
4906
4907         if (buf[0] == '1') {
4908                 ret = validate_slab_cache(s);
4909                 if (ret >= 0)
4910                         ret = length;
4911         }
4912         return ret;
4913 }
4914 SLAB_ATTR(validate);
4915
4916 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4917 {
4918         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4919                 return -ENOSYS;
4920         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4921 }
4922 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4923
4924 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4925 {
4926         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4927                 return -ENOSYS;
4928         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4929 }
4930 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4931 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4932
4933 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4934 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4935 {
4936         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4937 }
4938
4939 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4940                                                         size_t length)
4941 {
4942         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4943         if (buf[0] == '1')
4944                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4945         return length;
4946 }
4947 SLAB_ATTR(failslab);
4948 #endif
4949
4950 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4951 {
4952         return 0;
4953 }
4954
4955 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4956                         const char *buf, size_t length)
4957 {
4958         if (buf[0] == '1') {
4959                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4960
4961                 if (rc)
4962                         return rc;
4963         } else
4964                 return -EINVAL;
4965         return length;
4966 }
4967 SLAB_ATTR(shrink);
4968
4969 #ifdef CONFIG_NUMA
4970 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4971 {
4972         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4973 }
4974
4975 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4976                                 const char *buf, size_t length)
4977 {
4978         unsigned long ratio;
4979         int err;
4980
4981         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4982         if (err)
4983                 return err;
4984
4985         if (ratio <= 100)
4986                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4987
4988         return length;
4989 }
4990 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4991 #endif
4992
4993 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4994 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4995 {
4996         unsigned long sum  = 0;
4997         int cpu;
4998         int len;
4999         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5000
5001         if (!data)
5002                 return -ENOMEM;
5003
5004         for_each_online_cpu(cpu) {
5005                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5006
5007                 data[cpu] = x;
5008                 sum += x;
5009         }
5010
5011         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5012
5013 #ifdef CONFIG_SMP
5014         for_each_online_cpu(cpu) {
5015                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5016                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5017         }
5018 #endif
5019         kfree(data);
5020         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5021 }
5022
5023 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5024 {
5025         int cpu;
5026
5027         for_each_online_cpu(cpu)
5028                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5029 }
5030
5031 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5032 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5033 {                                                               \
5034         return show_stat(s, buf, si);                           \
5035 }                                                               \
5036 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5037                                 const char *buf, size_t length) \
5038 {                                                               \
5039         if (buf[0] != '0')                                      \
5040                 return -EINVAL;                                 \
5041         clear_stat(s, si);                                      \
5042         return length;                                          \
5043 }                                                               \
5044 SLAB_ATTR(text);                                                \
5045
5046 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5047 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5048 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5049 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5050 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5051 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5052 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5053 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5054 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5055 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5056 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5057 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5058 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5059 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5060 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5061 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5062 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5063 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5064 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5065 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5066 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5067 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5068 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5069 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5070 #endif
5071
5072 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5073         &slab_size_attr.attr,
5074         &object_size_attr.attr,
5075         &objs_per_slab_attr.attr,
5076         &order_attr.attr,
5077         &min_partial_attr.attr,
5078         &cpu_partial_attr.attr,
5079         &objects_attr.attr,
5080         &objects_partial_attr.attr,
5081         &partial_attr.attr,
5082         &cpu_slabs_attr.attr,
5083         &ctor_attr.attr,
5084         &aliases_attr.attr,
5085         &align_attr.attr,
5086         &hwcache_align_attr.attr,
5087         &reclaim_account_attr.attr,
5088         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5089         &shrink_attr.attr,
5090         &reserved_attr.attr,
5091         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5092 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5093         &total_objects_attr.attr,
5094         &slabs_attr.attr,
5095         &sanity_checks_attr.attr,
5096         &trace_attr.attr,
5097         &red_zone_attr.attr,
5098         &poison_attr.attr,
5099         &store_user_attr.attr,
5100         &validate_attr.attr,
5101         &alloc_calls_attr.attr,
5102         &free_calls_attr.attr,
5103 #endif
5104 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5105         &cache_dma_attr.attr,
5106 #endif
5107 #ifdef CONFIG_NUMA
5108         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5109 #endif
5110 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5111         &alloc_fastpath_attr.attr,
5112         &alloc_slowpath_attr.attr,
5113         &free_fastpath_attr.attr,
5114         &free_slowpath_attr.attr,
5115         &free_frozen_attr.attr,
5116         &free_add_partial_attr.attr,
5117         &free_remove_partial_attr.attr,
5118         &alloc_from_partial_attr.attr,
5119         &alloc_slab_attr.attr,
5120         &alloc_refill_attr.attr,
5121         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5122         &free_slab_attr.attr,
5123         &cpuslab_flush_attr.attr,
5124         &deactivate_full_attr.attr,
5125         &deactivate_empty_attr.attr,
5126         &deactivate_to_head_attr.attr,
5127         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5128         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5129         &deactivate_bypass_attr.attr,
5130         &order_fallback_attr.attr,
5131         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5132         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5133         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5134         &cpu_partial_free_attr.attr,
5135 #endif
5136 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5137         &failslab_attr.attr,
5138 #endif
5139
5140         NULL
5141 };
5142
5143 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5144         .attrs = slab_attrs,
5145 };
5146
5147 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5148                                 struct attribute *attr,
5149                                 char *buf)
5150 {
5151         struct slab_attribute *attribute;
5152         struct kmem_cache *s;
5153         int err;
5154
5155         attribute = to_slab_attr(attr);
5156         s = to_slab(kobj);
5157
5158         if (!attribute->show)
5159                 return -EIO;
5160
5161         err = attribute->show(s, buf);
5162
5163         return err;
5164 }
5165
5166 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5167                                 struct attribute *attr,
5168                                 const char *buf, size_t len)
5169 {
5170         struct slab_attribute *attribute;
5171         struct kmem_cache *s;
5172         int err;
5173
5174         attribute = to_slab_attr(attr);
5175         s = to_slab(kobj);
5176
5177         if (!attribute->store)
5178                 return -EIO;
5179
5180         err = attribute->store(s, buf, len);
5181
5182         return err;
5183 }
5184
5185 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5186 {
5187         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5188
5189         kfree(s->name);
5190         kfree(s);
5191 }
5192
5193 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5194         .show = slab_attr_show,
5195         .store = slab_attr_store,
5196 };
5197
5198 static struct kobj_type slab_ktype = {
5199         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5200         .release = kmem_cache_release
5201 };
5202
5203 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5204 {
5205         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5206
5207         if (ktype == &slab_ktype)
5208                 return 1;
5209         return 0;
5210 }
5211
5212 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5213         .filter = uevent_filter,
5214 };
5215
5216 static struct kset *slab_kset;
5217
5218 #define ID_STR_LENGTH 64
5219
5220 /* Create a unique string id for a slab cache:
5221  *
5222  * Format       :[flags-]size
5223  */
5224 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5225 {
5226         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5227         char *p = name;
5228
5229         BUG_ON(!name);
5230
5231         *p++ = ':';
5232         /*
5233          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5234          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5235          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5236          * are matched during merging to guarantee that the id is
5237          * unique.
5238          */
5239         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5240                 *p++ = 'd';
5241         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5242                 *p++ = 'a';
5243         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5244                 *p++ = 'F';
5245         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5246                 *p++ = 't';
5247         if (p != name + 1)
5248                 *p++ = '-';
5249         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5250         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5251         return name;
5252 }
5253
5254 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5255 {
5256         int err;
5257         const char *name;
5258         int unmergeable;
5259
5260         if (slab_state < SYSFS)
5261                 /* Defer until later */
5262                 return 0;
5263
5264         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5265         if (unmergeable) {
5266                 /*
5267                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5268                  * This is typically the case for debug situations. In that
5269                  * case we can catch duplicate names easily.
5270                  */
5271                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5272                 name = s->name;
5273         } else {
5274                 /*
5275                  * Create a unique name for the slab as a target
5276                  * for the symlinks.
5277                  */
5278                 name = create_unique_id(s);
5279         }
5280
5281         s->kobj.kset = slab_kset;
5282         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5283         if (err) {
5284                 kobject_put(&s->kobj);
5285                 return err;
5286         }
5287
5288         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5289         if (err) {
5290                 kobject_del(&s->kobj);
5291                 kobject_put(&s->kobj);
5292                 return err;
5293         }
5294         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5295         if (!unmergeable) {
5296                 /* Setup first alias */
5297                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5298                 kfree(name);
5299         }
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5304 {
5305         if (slab_state < SYSFS)
5306                 /*
5307                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5308                  * cache from sysfs.
5309                  */
5310                 return;
5311
5312         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5313         kobject_del(&s->kobj);
5314         kobject_put(&s->kobj);
5315 }
5316
5317 /*
5318  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5319  * available lest we lose that information.
5320  */
5321 struct saved_alias {
5322         struct kmem_cache *s;
5323         const char *name;
5324         struct saved_alias *next;
5325 };
5326
5327 static struct saved_alias *alias_list;
5328
5329 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5330 {
5331         struct saved_alias *al;
5332
5333         if (slab_state == SYSFS) {
5334                 /*
5335                  * If we have a leftover link then remove it.
5336                  */
5337                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5338                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5339         }
5340
5341         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5342         if (!al)
5343                 return -ENOMEM;
5344
5345         al->s = s;
5346         al->name = name;
5347         al->next = alias_list;
5348         alias_list = al;
5349         return 0;
5350 }
5351
5352 static int __init slab_sysfs_init(void)
5353 {
5354         struct kmem_cache *s;
5355         int err;
5356
5357         down_write(&slub_lock);
5358
5359         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5360         if (!slab_kset) {
5361                 up_write(&slub_lock);
5362                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5363                 return -ENOSYS;
5364         }
5365
5366         slab_state = SYSFS;
5367
5368         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5369                 err = sysfs_slab_add(s);
5370                 if (err)
5371                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5372                                                 " to sysfs\n", s->name);
5373         }
5374
5375         while (alias_list) {
5376                 struct saved_alias *al = alias_list;
5377
5378                 alias_list = alias_list->next;
5379                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5380                 if (err)
5381                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5382                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5383                 kfree(al);
5384         }
5385
5386         up_write(&slub_lock);
5387         resiliency_test();
5388         return 0;
5389 }
5390
5391 __initcall(slab_sysfs_init);
5392 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5393
5394 /*
5395  * The /proc/slabinfo ABI
5396  */
5397 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5398 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5399 {
5400         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5401         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5402                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5403         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5404         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5405         seq_putc(m, '\n');
5406 }
5407
5408 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5409 {
5410         loff_t n = *pos;
5411
5412         down_read(&slub_lock);
5413         if (!n)
5414                 print_slabinfo_header(m);
5415
5416         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5417 }
5418
5419 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5420 {
5421         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5422 }
5423
5424 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5425 {
5426         up_read(&slub_lock);
5427 }
5428
5429 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5430 {
5431         unsigned long nr_partials = 0;
5432         unsigned long nr_slabs = 0;
5433         unsigned long nr_inuse = 0;
5434         unsigned long nr_objs = 0;
5435         unsigned long nr_free = 0;
5436         struct kmem_cache *s;
5437         int node;
5438
5439         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5440
5441         for_each_online_node(node) {
5442                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5443
5444                 if (!n)
5445                         continue;
5446
5447                 nr_partials += n->nr_partial;
5448                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5449                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5450                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5451         }
5452
5453         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5454
5455         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5456                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5457                    (1 << oo_order(s->oo)));
5458         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5459         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5460                    0UL);
5461         seq_putc(m, '\n');
5462         return 0;
5463 }
5464
5465 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5466         .start = s_start,
5467         .next = s_next,
5468         .stop = s_stop,
5469         .show = s_show,
5470 };
5471
5472 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5473 {
5474         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5475 }
5476
5477 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5478         .open           = slabinfo_open,
5479         .read           = seq_read,
5480         .llseek         = seq_lseek,
5481         .release        = seq_release,
5482 };
5483
5484 static int __init slab_proc_init(void)
5485 {
5486         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5487         return 0;
5488 }
5489 module_init(slab_proc_init);
5490 #endif /* CONFIG_SLABINFO */