slub: Discard slab page when node partial > minimum partial number
[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         int i, offset;
471         int newline = 1;
472         char ascii[17];
473
474         ascii[16] = 0;
475
476         for (i = 0; i < length; i++) {
477                 if (newline) {
478                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
479                         newline = 0;
480                 }
481                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
482                 offset = i % 16;
483                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
484                 if (offset == 15) {
485                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
486                         newline = 1;
487                 }
488         }
489         if (!newline) {
490                 i %= 16;
491                 while (i < 16) {
492                         printk(KERN_CONT "   ");
493                         ascii[i] = ' ';
494                         i++;
495                 }
496                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
497         }
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 save_stack_trace(&trace);
528
529                 /* See rant in lockdep.c */
530                 if (trace.nr_entries != 0 &&
531                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
532                         trace.nr_entries--;
533
534                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
535                         p->addrs[i] = 0;
536 #endif
537                 p->addr = addr;
538                 p->cpu = smp_processor_id();
539                 p->pid = current->pid;
540                 p->when = jiffies;
541         } else
542                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
543 }
544
545 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
546 {
547         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
548                 return;
549
550         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
551         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
552 }
553
554 static void print_track(const char *s, struct track *t)
555 {
556         if (!t->addr)
557                 return;
558
559         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
560                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
561 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
562         {
563                 int i;
564                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         if (t->addrs[i])
566                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
567                         else
568                                 break;
569         }
570 #endif
571 }
572
573 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
574 {
575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
576                 return;
577
578         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
579         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
580 }
581
582 static void print_page_info(struct page *page)
583 {
584         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
585                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
586
587 }
588
589 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
590 {
591         va_list args;
592         char buf[100];
593
594         va_start(args, fmt);
595         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
596         va_end(args);
597         printk(KERN_ERR "========================================"
598                         "=====================================\n");
599         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
600         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
601                         "-------------------------------------\n\n");
602 }
603
604 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
605 {
606         va_list args;
607         char buf[100];
608
609         va_start(args, fmt);
610         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
611         va_end(args);
612         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
613 }
614
615 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
616 {
617         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
618         u8 *addr = page_address(page);
619
620         print_tracking(s, p);
621
622         print_page_info(page);
623
624         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
625                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
626
627         if (p > addr + 16)
628                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
629
630         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
631
632         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
633                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
634                         s->inuse - s->objsize);
635
636         if (s->offset)
637                 off = s->offset + sizeof(void *);
638         else
639                 off = s->inuse;
640
641         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
642                 off += 2 * sizeof(struct track);
643
644         if (off != s->size)
645                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
646                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
647
648         dump_stack();
649 }
650
651 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
652                         u8 *object, char *reason)
653 {
654         slab_bug(s, "%s", reason);
655         print_trailer(s, page, object);
656 }
657
658 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
659 {
660         va_list args;
661         char buf[100];
662
663         va_start(args, fmt);
664         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
665         va_end(args);
666         slab_bug(s, "%s", buf);
667         print_page_info(page);
668         dump_stack();
669 }
670
671 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
672 {
673         u8 *p = object;
674
675         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
676                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
677                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
678         }
679
680         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
681                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
682 }
683
684 static u8 *check_bytes8(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
685 {
686         while (bytes) {
687                 if (*start != value)
688                         return start;
689                 start++;
690                 bytes--;
691         }
692         return NULL;
693 }
694
695 static u8 *check_bytes(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
696 {
697         u64 value64;
698         unsigned int words, prefix;
699
700         if (bytes <= 16)
701                 return check_bytes8(start, value, bytes);
702
703         value64 = value | value << 8 | value << 16 | value << 24;
704         value64 = (value64 & 0xffffffff) | value64 << 32;
705         prefix = 8 - ((unsigned long)start) % 8;
706
707         if (prefix) {
708                 u8 *r = check_bytes8(start, value, prefix);
709                 if (r)
710                         return r;
711                 start += prefix;
712                 bytes -= prefix;
713         }
714
715         words = bytes / 8;
716
717         while (words) {
718                 if (*(u64 *)start != value64)
719                         return check_bytes8(start, value, 8);
720                 start += 8;
721                 words--;
722         }
723
724         return check_bytes8(start, value, bytes % 8);
725 }
726
727 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
728                                                 void *from, void *to)
729 {
730         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
731         memset(from, data, to - from);
732 }
733
734 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
735                         u8 *object, char *what,
736                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
737 {
738         u8 *fault;
739         u8 *end;
740
741         fault = check_bytes(start, value, bytes);
742         if (!fault)
743                 return 1;
744
745         end = start + bytes;
746         while (end > fault && end[-1] == value)
747                 end--;
748
749         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
750         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
751                                         fault, end - 1, fault[0], value);
752         print_trailer(s, page, object);
753
754         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
755         return 0;
756 }
757
758 /*
759  * Object layout:
760  *
761  * object address
762  *      Bytes of the object to be managed.
763  *      If the freepointer may overlay the object then the free
764  *      pointer is the first word of the object.
765  *
766  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
767  *      0xa5 (POISON_END)
768  *
769  * object + s->objsize
770  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
771  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
772  *      objsize == inuse.
773  *
774  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
775  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
776  *
777  * object + s->inuse
778  *      Meta data starts here.
779  *
780  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
781  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
782  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
783  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
784  *              before the word boundary.
785  *
786  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
787  *
788  * object + s->size
789  *      Nothing is used beyond s->size.
790  *
791  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
792  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
793  * may be used with merged slabcaches.
794  */
795
796 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
797 {
798         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
799
800         if (s->offset)
801                 /* Freepointer is placed after the object. */
802                 off += sizeof(void *);
803
804         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
805                 /* We also have user information there */
806                 off += 2 * sizeof(struct track);
807
808         if (s->size == off)
809                 return 1;
810
811         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
812                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
813 }
814
815 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
816 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
817 {
818         u8 *start;
819         u8 *fault;
820         u8 *end;
821         int length;
822         int remainder;
823
824         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
825                 return 1;
826
827         start = page_address(page);
828         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
829         end = start + length;
830         remainder = length % s->size;
831         if (!remainder)
832                 return 1;
833
834         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
835         if (!fault)
836                 return 1;
837         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
838                 end--;
839
840         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
841         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
842
843         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
844         return 0;
845 }
846
847 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
848                                         void *object, u8 val)
849 {
850         u8 *p = object;
851         u8 *endobject = object + s->objsize;
852
853         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
854                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
855                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
856                         return 0;
857         } else {
858                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
859                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
860                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
861                 }
862         }
863
864         if (s->flags & SLAB_POISON) {
865                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
866                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
867                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
868                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
869                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
870                         return 0;
871                 /*
872                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
873                  */
874                 check_pad_bytes(s, page, p);
875         }
876
877         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
878                 /*
879                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
880                  * freepointer while object is allocated.
881                  */
882                 return 1;
883
884         /* Check free pointer validity */
885         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
886                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
887                 /*
888                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
889                  * of the free objects in this slab. May cause
890                  * another error because the object count is now wrong.
891                  */
892                 set_freepointer(s, p, NULL);
893                 return 0;
894         }
895         return 1;
896 }
897
898 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
899 {
900         int maxobj;
901
902         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
903
904         if (!PageSlab(page)) {
905                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
906                 return 0;
907         }
908
909         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
910         if (page->objects > maxobj) {
911                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
912                         s->name, page->objects, maxobj);
913                 return 0;
914         }
915         if (page->inuse > page->objects) {
916                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
917                         s->name, page->inuse, page->objects);
918                 return 0;
919         }
920         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
921         slab_pad_check(s, page);
922         return 1;
923 }
924
925 /*
926  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
927  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
928  */
929 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
930 {
931         int nr = 0;
932         void *fp;
933         void *object = NULL;
934         unsigned long max_objects;
935
936         fp = page->freelist;
937         while (fp && nr <= page->objects) {
938                 if (fp == search)
939                         return 1;
940                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
941                         if (object) {
942                                 object_err(s, page, object,
943                                         "Freechain corrupt");
944                                 set_freepointer(s, object, NULL);
945                                 break;
946                         } else {
947                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
948                                 page->freelist = NULL;
949                                 page->inuse = page->objects;
950                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
951                                 return 0;
952                         }
953                         break;
954                 }
955                 object = fp;
956                 fp = get_freepointer(s, object);
957                 nr++;
958         }
959
960         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
961         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
962                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
963
964         if (page->objects != max_objects) {
965                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
966                         "should be %d", page->objects, max_objects);
967                 page->objects = max_objects;
968                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
969         }
970         if (page->inuse != page->objects - nr) {
971                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
972                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
973                 page->inuse = page->objects - nr;
974                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
975         }
976         return search == NULL;
977 }
978
979 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
980                                                                 int alloc)
981 {
982         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
983                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
984                         s->name,
985                         alloc ? "alloc" : "free",
986                         object, page->inuse,
987                         page->freelist);
988
989                 if (!alloc)
990                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
991
992                 dump_stack();
993         }
994 }
995
996 /*
997  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
998  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
999  */
1000 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1001 {
1002         flags &= gfp_allowed_mask;
1003         lockdep_trace_alloc(flags);
1004         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1005
1006         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
1007 }
1008
1009 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
1010 {
1011         flags &= gfp_allowed_mask;
1012         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1013         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
1014 }
1015
1016 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1017 {
1018         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1019
1020         /*
1021          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
1022          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1023          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1024          */
1025 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1026         {
1027                 unsigned long flags;
1028
1029                 local_irq_save(flags);
1030                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
1031                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
1032                 local_irq_restore(flags);
1033         }
1034 #endif
1035         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1036                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1041  *
1042  * list_lock must be held.
1043  */
1044 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1045         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1046 {
1047         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1048                 return;
1049
1050         list_add(&page->lru, &n->full);
1051 }
1052
1053 /*
1054  * list_lock must be held.
1055  */
1056 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1057 {
1058         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1059                 return;
1060
1061         list_del(&page->lru);
1062 }
1063
1064 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1065 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1066 {
1067         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1068
1069         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1070 }
1071
1072 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1073 {
1074         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1075 }
1076
1077 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1078 {
1079         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1080
1081         /*
1082          * May be called early in order to allocate a slab for the
1083          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1084          * dilemma by deferring the increment of the count during
1085          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1086          */
1087         if (n) {
1088                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1089                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1090         }
1091 }
1092 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1093 {
1094         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1095
1096         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1097         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1098 }
1099
1100 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1101 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1102                                                                 void *object)
1103 {
1104         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1105                 return;
1106
1107         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1108         init_tracking(s, object);
1109 }
1110
1111 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1112                                         void *object, unsigned long addr)
1113 {
1114         if (!check_slab(s, page))
1115                 goto bad;
1116
1117         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1118                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1119                 goto bad;
1120         }
1121
1122         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1123                 goto bad;
1124
1125         /* Success perform special debug activities for allocs */
1126         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1127                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1128         trace(s, page, object, 1);
1129         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1130         return 1;
1131
1132 bad:
1133         if (PageSlab(page)) {
1134                 /*
1135                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1136                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1137                  * as used avoids touching the remaining objects.
1138                  */
1139                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1140                 page->inuse = page->objects;
1141                 page->freelist = NULL;
1142         }
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1147                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1148 {
1149         unsigned long flags;
1150         int rc = 0;
1151
1152         local_irq_save(flags);
1153         slab_lock(page);
1154
1155         if (!check_slab(s, page))
1156                 goto fail;
1157
1158         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1159                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1160                 goto fail;
1161         }
1162
1163         if (on_freelist(s, page, object)) {
1164                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1165                 goto fail;
1166         }
1167
1168         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1169                 goto out;
1170
1171         if (unlikely(s != page->slab)) {
1172                 if (!PageSlab(page)) {
1173                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1174                                 "outside of slab", object);
1175                 } else if (!page->slab) {
1176                         printk(KERN_ERR
1177                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1178                                                 object);
1179                         dump_stack();
1180                 } else
1181                         object_err(s, page, object,
1182                                         "page slab pointer corrupt.");
1183                 goto fail;
1184         }
1185
1186         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1187                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1188         trace(s, page, object, 0);
1189         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1190         rc = 1;
1191 out:
1192         slab_unlock(page);
1193         local_irq_restore(flags);
1194         return rc;
1195
1196 fail:
1197         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1198         goto out;
1199 }
1200
1201 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1202 {
1203         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1204         if (*str++ != '=' || !*str)
1205                 /*
1206                  * No options specified. Switch on full debugging.
1207                  */
1208                 goto out;
1209
1210         if (*str == ',')
1211                 /*
1212                  * No options but restriction on slabs. This means full
1213                  * debugging for slabs matching a pattern.
1214                  */
1215                 goto check_slabs;
1216
1217         if (tolower(*str) == 'o') {
1218                 /*
1219                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1220                  * would increase as a result.
1221                  */
1222                 disable_higher_order_debug = 1;
1223                 goto out;
1224         }
1225
1226         slub_debug = 0;
1227         if (*str == '-')
1228                 /*
1229                  * Switch off all debugging measures.
1230                  */
1231                 goto out;
1232
1233         /*
1234          * Determine which debug features should be switched on
1235          */
1236         for (; *str && *str != ','; str++) {
1237                 switch (tolower(*str)) {
1238                 case 'f':
1239                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1240                         break;
1241                 case 'z':
1242                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1243                         break;
1244                 case 'p':
1245                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1246                         break;
1247                 case 'u':
1248                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1249                         break;
1250                 case 't':
1251                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1252                         break;
1253                 case 'a':
1254                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1255                         break;
1256                 default:
1257                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1258                                 "unknown. skipped\n", *str);
1259                 }
1260         }
1261
1262 check_slabs:
1263         if (*str == ',')
1264                 slub_debug_slabs = str + 1;
1265 out:
1266         return 1;
1267 }
1268
1269 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1270
1271 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1272         unsigned long flags, const char *name,
1273         void (*ctor)(void *))
1274 {
1275         /*
1276          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1277          */
1278         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1279                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1280                 flags |= slub_debug;
1281
1282         return flags;
1283 }
1284 #else
1285 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1286                         struct page *page, void *object) {}
1287
1288 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1289         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1290
1291 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1292         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1293
1294 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1295                         { return 1; }
1296 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1297                         void *object, u8 val) { return 1; }
1298 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1299                                         struct page *page) {}
1300 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1301 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1302         unsigned long flags, const char *name,
1303         void (*ctor)(void *))
1304 {
1305         return flags;
1306 }
1307 #define slub_debug 0
1308
1309 #define disable_higher_order_debug 0
1310
1311 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1312                                                         { return 0; }
1313 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1314                                                         { return 0; }
1315 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1316                                                         int objects) {}
1317 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1318                                                         int objects) {}
1319
1320 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1321                                                         { return 0; }
1322
1323 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1324                 void *object) {}
1325
1326 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1327
1328 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1329
1330 /*
1331  * Slab allocation and freeing
1332  */
1333 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1334                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1335 {
1336         int order = oo_order(oo);
1337
1338         flags |= __GFP_NOTRACK;
1339
1340         if (node == NUMA_NO_NODE)
1341                 return alloc_pages(flags, order);
1342         else
1343                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1344 }
1345
1346 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1347 {
1348         struct page *page;
1349         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1350         gfp_t alloc_gfp;
1351
1352         flags &= gfp_allowed_mask;
1353
1354         if (flags & __GFP_WAIT)
1355                 local_irq_enable();
1356
1357         flags |= s->allocflags;
1358
1359         /*
1360          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1361          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1362          */
1363         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1364
1365         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1366         if (unlikely(!page)) {
1367                 oo = s->min;
1368                 /*
1369                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1370                  * Try a lower order alloc if possible
1371                  */
1372                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1373
1374                 if (page)
1375                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1376         }
1377
1378         if (flags & __GFP_WAIT)
1379                 local_irq_disable();
1380
1381         if (!page)
1382                 return NULL;
1383
1384         if (kmemcheck_enabled
1385                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1386                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1387
1388                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1389
1390                 /*
1391                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1392                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1393                  */
1394                 if (s->ctor)
1395                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1396                 else
1397                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1398         }
1399
1400         page->objects = oo_objects(oo);
1401         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1402                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1403                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1404                 1 << oo_order(oo));
1405
1406         return page;
1407 }
1408
1409 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1410                                 void *object)
1411 {
1412         setup_object_debug(s, page, object);
1413         if (unlikely(s->ctor))
1414                 s->ctor(object);
1415 }
1416
1417 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1418 {
1419         struct page *page;
1420         void *start;
1421         void *last;
1422         void *p;
1423
1424         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1425
1426         page = allocate_slab(s,
1427                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1428         if (!page)
1429                 goto out;
1430
1431         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1432         page->slab = s;
1433         page->flags |= 1 << PG_slab;
1434
1435         start = page_address(page);
1436
1437         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1438                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1439
1440         last = start;
1441         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1442                 setup_object(s, page, last);
1443                 set_freepointer(s, last, p);
1444                 last = p;
1445         }
1446         setup_object(s, page, last);
1447         set_freepointer(s, last, NULL);
1448
1449         page->freelist = start;
1450         page->inuse = page->objects;
1451         page->frozen = 1;
1452 out:
1453         return page;
1454 }
1455
1456 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1457 {
1458         int order = compound_order(page);
1459         int pages = 1 << order;
1460
1461         if (kmem_cache_debug(s)) {
1462                 void *p;
1463
1464                 slab_pad_check(s, page);
1465                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1466                                                 page->objects)
1467                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1468         }
1469
1470         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1471
1472         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1473                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1474                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1475                 -pages);
1476
1477         __ClearPageSlab(page);
1478         reset_page_mapcount(page);
1479         if (current->reclaim_state)
1480                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1481         __free_pages(page, order);
1482 }
1483
1484 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1485         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1486
1487 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1488 {
1489         struct page *page;
1490
1491         if (need_reserve_slab_rcu)
1492                 page = virt_to_head_page(h);
1493         else
1494                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1495
1496         __free_slab(page->slab, page);
1497 }
1498
1499 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1500 {
1501         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1502                 struct rcu_head *head;
1503
1504                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1505                         int order = compound_order(page);
1506                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1507
1508                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1509                         head = page_address(page) + offset;
1510                 } else {
1511                         /*
1512                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1513                          */
1514                         head = (void *)&page->lru;
1515                 }
1516
1517                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1518         } else
1519                 __free_slab(s, page);
1520 }
1521
1522 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1523 {
1524         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1525         free_slab(s, page);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Management of partially allocated slabs.
1530  *
1531  * list_lock must be held.
1532  */
1533 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1534                                 struct page *page, int tail)
1535 {
1536         n->nr_partial++;
1537         if (tail)
1538                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1539         else
1540                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * list_lock must be held.
1545  */
1546 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1547                                         struct page *page)
1548 {
1549         list_del(&page->lru);
1550         n->nr_partial--;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1555  * per cpu freelist.
1556  *
1557  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1558  *
1559  * Must hold list_lock.
1560  */
1561 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1562                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1563                 int mode)
1564 {
1565         void *freelist;
1566         unsigned long counters;
1567         struct page new;
1568
1569         /*
1570          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1571          * The old freelist is the list of objects for the
1572          * per cpu allocation list.
1573          */
1574         do {
1575                 freelist = page->freelist;
1576                 counters = page->counters;
1577                 new.counters = counters;
1578                 if (mode)
1579                         new.inuse = page->objects;
1580
1581                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1582                 new.frozen = 1;
1583
1584         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1585                         freelist, counters,
1586                         NULL, new.counters,
1587                         "lock and freeze"));
1588
1589         remove_partial(n, page);
1590         return freelist;
1591 }
1592
1593 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1594
1595 /*
1596  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1597  */
1598 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1599                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1600 {
1601         struct page *page, *page2;
1602         void *object = NULL;
1603
1604         /*
1605          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1606          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1607          * partial slab and there is none available then get_partials()
1608          * will return NULL.
1609          */
1610         if (!n || !n->nr_partial)
1611                 return NULL;
1612
1613         spin_lock(&n->list_lock);
1614         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1615                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1616                 int available;
1617
1618                 if (!t)
1619                         break;
1620
1621                 if (!object) {
1622                         c->page = page;
1623                         c->node = page_to_nid(page);
1624                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1625                         object = t;
1626                         available =  page->objects - page->inuse;
1627                 } else {
1628                         page->freelist = t;
1629                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1630                 }
1631                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1632                         break;
1633
1634         }
1635         spin_unlock(&n->list_lock);
1636         return object;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1641  */
1642 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1643                 struct kmem_cache_cpu *c)
1644 {
1645 #ifdef CONFIG_NUMA
1646         struct zonelist *zonelist;
1647         struct zoneref *z;
1648         struct zone *zone;
1649         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1650         void *object;
1651
1652         /*
1653          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1654          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1655          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1656          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1657          *
1658          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1659          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1660          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1661          * from other nodes and filled up.
1662          *
1663          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1664          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1665          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1666          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1667          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1668          * with available objects.
1669          */
1670         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1671                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1672                 return NULL;
1673
1674         get_mems_allowed();
1675         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1676         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1677                 struct kmem_cache_node *n;
1678
1679                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1680
1681                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1682                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1683                         object = get_partial_node(s, n, c);
1684                         if (object) {
1685                                 put_mems_allowed();
1686                                 return object;
1687                         }
1688                 }
1689         }
1690         put_mems_allowed();
1691 #endif
1692         return NULL;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Get a partial page, lock it and return it.
1697  */
1698 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1699                 struct kmem_cache_cpu *c)
1700 {
1701         void *object;
1702         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1703
1704         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1705         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1706                 return object;
1707
1708         return get_any_partial(s, flags, c);
1709 }
1710
1711 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1712 /*
1713  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1714  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1715  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1716  */
1717 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1718 #else
1719 /*
1720  * No preemption supported therefore also no need to check for
1721  * different cpus.
1722  */
1723 #define TID_STEP 1
1724 #endif
1725
1726 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1727 {
1728         return tid + TID_STEP;
1729 }
1730
1731 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1732 {
1733         return tid % TID_STEP;
1734 }
1735
1736 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1737 {
1738         return tid / TID_STEP;
1739 }
1740
1741 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1742 {
1743         return cpu;
1744 }
1745
1746 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1747                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1748 {
1749 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1750         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1751
1752         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1753
1754 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1755         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1756                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1757                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1758         else
1759 #endif
1760         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1761                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1762                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1763         else
1764                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1765                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1766 #endif
1767         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1768 }
1769
1770 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1771 {
1772         int cpu;
1773
1774         for_each_possible_cpu(cpu)
1775                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Remove the cpu slab
1780  */
1781 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1782 {
1783         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1784         struct page *page = c->page;
1785         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1786         int lock = 0;
1787         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1788         void *freelist;
1789         void *nextfree;
1790         int tail = 0;
1791         struct page new;
1792         struct page old;
1793
1794         if (page->freelist) {
1795                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1796                 tail = 1;
1797         }
1798
1799         c->tid = next_tid(c->tid);
1800         c->page = NULL;
1801         freelist = c->freelist;
1802         c->freelist = NULL;
1803
1804         /*
1805          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1806          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1807          * last one.
1808          *
1809          * There is no need to take the list->lock because the page
1810          * is still frozen.
1811          */
1812         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1813                 void *prior;
1814                 unsigned long counters;
1815
1816                 do {
1817                         prior = page->freelist;
1818                         counters = page->counters;
1819                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1820                         new.counters = counters;
1821                         new.inuse--;
1822                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1823
1824                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1825                         prior, counters,
1826                         freelist, new.counters,
1827                         "drain percpu freelist"));
1828
1829                 freelist = nextfree;
1830         }
1831
1832         /*
1833          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1834          * list presence reflects the actual number of objects
1835          * during unfreeze.
1836          *
1837          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1838          * with the count. If there is a mismatch then the page
1839          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1840          *
1841          * Then we restart the process which may have to remove
1842          * the page from the list that we just put it on again
1843          * because the number of objects in the slab may have
1844          * changed.
1845          */
1846 redo:
1847
1848         old.freelist = page->freelist;
1849         old.counters = page->counters;
1850         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1851
1852         /* Determine target state of the slab */
1853         new.counters = old.counters;
1854         if (freelist) {
1855                 new.inuse--;
1856                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1857                 new.freelist = freelist;
1858         } else
1859                 new.freelist = old.freelist;
1860
1861         new.frozen = 0;
1862
1863         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1864                 m = M_FREE;
1865         else if (new.freelist) {
1866                 m = M_PARTIAL;
1867                 if (!lock) {
1868                         lock = 1;
1869                         /*
1870                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1871                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1872                          * is frozen
1873                          */
1874                         spin_lock(&n->list_lock);
1875                 }
1876         } else {
1877                 m = M_FULL;
1878                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1879                         lock = 1;
1880                         /*
1881                          * This also ensures that the scanning of full
1882                          * slabs from diagnostic functions will not see
1883                          * any frozen slabs.
1884                          */
1885                         spin_lock(&n->list_lock);
1886                 }
1887         }
1888
1889         if (l != m) {
1890
1891                 if (l == M_PARTIAL)
1892
1893                         remove_partial(n, page);
1894
1895                 else if (l == M_FULL)
1896
1897                         remove_full(s, page);
1898
1899                 if (m == M_PARTIAL) {
1900
1901                         add_partial(n, page, tail);
1902                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1903
1904                 } else if (m == M_FULL) {
1905
1906                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1907                         add_full(s, n, page);
1908
1909                 }
1910         }
1911
1912         l = m;
1913         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1914                                 old.freelist, old.counters,
1915                                 new.freelist, new.counters,
1916                                 "unfreezing slab"))
1917                 goto redo;
1918
1919         if (lock)
1920                 spin_unlock(&n->list_lock);
1921
1922         if (m == M_FREE) {
1923                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1924                 discard_slab(s, page);
1925                 stat(s, FREE_SLAB);
1926         }
1927 }
1928
1929 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1930 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1931 {
1932         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1933         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1934         struct page *page;
1935
1936         while ((page = c->partial)) {
1937                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1938                 enum slab_modes l, m;
1939                 struct page new;
1940                 struct page old;
1941
1942                 c->partial = page->next;
1943                 l = M_FREE;
1944
1945                 do {
1946
1947                         old.freelist = page->freelist;
1948                         old.counters = page->counters;
1949                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1950
1951                         new.counters = old.counters;
1952                         new.freelist = old.freelist;
1953
1954                         new.frozen = 0;
1955
1956                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1957                                 m = M_FREE;
1958                         else {
1959                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1960                                                         page_to_nid(page));
1961
1962                                 m = M_PARTIAL;
1963                                 if (n != n2) {
1964                                         if (n)
1965                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1966
1967                                         n = n2;
1968                                         spin_lock(&n->list_lock);
1969                                 }
1970                         }
1971
1972                         if (l != m) {
1973                                 if (l == M_PARTIAL)
1974                                         remove_partial(n, page);
1975                                 else
1976                                         add_partial(n, page, 1);
1977
1978                                 l = m;
1979                         }
1980
1981                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1982                                 old.freelist, old.counters,
1983                                 new.freelist, new.counters,
1984                                 "unfreezing slab"));
1985
1986                 if (m == M_FREE) {
1987                         stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1988                         discard_slab(s, page);
1989                         stat(s, FREE_SLAB);
1990                 }
1991         }
1992
1993         if (n)
1994                 spin_unlock(&n->list_lock);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1999  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
2000  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
2001  * onto a random cpus partial slot.
2002  *
2003  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
2004  * per node partial list.
2005  */
2006 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
2007 {
2008         struct page *oldpage;
2009         int pages;
2010         int pobjects;
2011
2012         do {
2013                 pages = 0;
2014                 pobjects = 0;
2015                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
2016
2017                 if (oldpage) {
2018                         pobjects = oldpage->pobjects;
2019                         pages = oldpage->pages;
2020                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
2021                                 unsigned long flags;
2022                                 /*
2023                                  * partial array is full. Move the existing
2024                                  * set to the per node partial list.
2025                                  */
2026                                 local_irq_save(flags);
2027                                 unfreeze_partials(s);
2028                                 local_irq_restore(flags);
2029                                 pobjects = 0;
2030                                 pages = 0;
2031                         }
2032                 }
2033
2034                 pages++;
2035                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2036
2037                 page->pages = pages;
2038                 page->pobjects = pobjects;
2039                 page->next = oldpage;
2040
2041         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2042         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2043         return pobjects;
2044 }
2045
2046 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2047 {
2048         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2049         deactivate_slab(s, c);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Flush cpu slab.
2054  *
2055  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2056  */
2057 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2058 {
2059         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2060
2061         if (likely(c)) {
2062                 if (c->page)
2063                         flush_slab(s, c);
2064
2065                 unfreeze_partials(s);
2066         }
2067 }
2068
2069 static void flush_cpu_slab(void *d)
2070 {
2071         struct kmem_cache *s = d;
2072
2073         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2074 }
2075
2076 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2077 {
2078         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2079 }
2080
2081 /*
2082  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2083  * locality expectations.
2084  */
2085 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2086 {
2087 #ifdef CONFIG_NUMA
2088         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2089                 return 0;
2090 #endif
2091         return 1;
2092 }
2093
2094 static int count_free(struct page *page)
2095 {
2096         return page->objects - page->inuse;
2097 }
2098
2099 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2100                                         int (*get_count)(struct page *))
2101 {
2102         unsigned long flags;
2103         unsigned long x = 0;
2104         struct page *page;
2105
2106         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2107         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2108                 x += get_count(page);
2109         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2110         return x;
2111 }
2112
2113 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2114 {
2115 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2116         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2117 #else
2118         return 0;
2119 #endif
2120 }
2121
2122 static noinline void
2123 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2124 {
2125         int node;
2126
2127         printk(KERN_WARNING
2128                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2129                 nid, gfpflags);
2130         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2131                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2132                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2133
2134         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2135                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2136                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2137
2138         for_each_online_node(node) {
2139                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2140                 unsigned long nr_slabs;
2141                 unsigned long nr_objs;
2142                 unsigned long nr_free;
2143
2144                 if (!n)
2145                         continue;
2146
2147                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2148                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2149                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2150
2151                 printk(KERN_WARNING
2152                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2153                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2154         }
2155 }
2156
2157 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2158                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2159 {
2160         void *object;
2161         struct kmem_cache_cpu *c;
2162         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2163
2164         if (page) {
2165                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2166                 if (c->page)
2167                         flush_slab(s, c);
2168
2169                 /*
2170                  * No other reference to the page yet so we can
2171                  * muck around with it freely without cmpxchg
2172                  */
2173                 object = page->freelist;
2174                 page->freelist = NULL;
2175
2176                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2177                 c->node = page_to_nid(page);
2178                 c->page = page;
2179                 *pc = c;
2180         } else
2181                 object = NULL;
2182
2183         return object;
2184 }
2185
2186 /*
2187  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2188  * debugging duties.
2189  *
2190  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2191  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2192  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2193  *
2194  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2195  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2196  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2197  *
2198  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2199  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2200  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2201  */
2202 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2203                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2204 {
2205         void **object;
2206         unsigned long flags;
2207         struct page new;
2208         unsigned long counters;
2209
2210         local_irq_save(flags);
2211 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2212         /*
2213          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2214          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2215          * pointer.
2216          */
2217         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2218 #endif
2219
2220         if (!c->page)
2221                 goto new_slab;
2222 redo:
2223         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2224                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2225                 deactivate_slab(s, c);
2226                 goto new_slab;
2227         }
2228
2229         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2230
2231         do {
2232                 object = c->page->freelist;
2233                 counters = c->page->counters;
2234                 new.counters = counters;
2235                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2236
2237                 /*
2238                  * If there is no object left then we use this loop to
2239                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2240                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2241                  * put the page back onto the partial list.
2242                  *
2243                  * If there are objects left then we retrieve them
2244                  * and use them to refill the per cpu queue.
2245                  */
2246
2247                 new.inuse = c->page->objects;
2248                 new.frozen = object != NULL;
2249
2250         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2251                         object, counters,
2252                         NULL, new.counters,
2253                         "__slab_alloc"));
2254
2255         if (!object) {
2256                 c->page = NULL;
2257                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2258                 goto new_slab;
2259         }
2260
2261         stat(s, ALLOC_REFILL);
2262
2263 load_freelist:
2264         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2265         c->tid = next_tid(c->tid);
2266         local_irq_restore(flags);
2267         return object;
2268
2269 new_slab:
2270
2271         if (c->partial) {
2272                 c->page = c->partial;
2273                 c->partial = c->page->next;
2274                 c->node = page_to_nid(c->page);
2275                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2276                 c->freelist = NULL;
2277                 goto redo;
2278         }
2279
2280         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2281         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2282
2283         if (unlikely(!object)) {
2284
2285                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2286
2287                 if (unlikely(!object)) {
2288                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2289                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2290
2291                         local_irq_restore(flags);
2292                         return NULL;
2293                 }
2294         }
2295
2296         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2297                 goto load_freelist;
2298
2299         /* Only entered in the debug case */
2300         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2301                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2302
2303         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2304         deactivate_slab(s, c);
2305         c->node = NUMA_NO_NODE;
2306         local_irq_restore(flags);
2307         return object;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2312  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2313  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2314  *
2315  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2316  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2317  *
2318  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2319  */
2320 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2321                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2322 {
2323         void **object;
2324         struct kmem_cache_cpu *c;
2325         unsigned long tid;
2326
2327         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2328                 return NULL;
2329
2330 redo:
2331
2332         /*
2333          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2334          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2335          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2336          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2337          */
2338         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2339
2340         /*
2341          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2342          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2343          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2344          * linked list in between.
2345          */
2346         tid = c->tid;
2347         barrier();
2348
2349         object = c->freelist;
2350         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2351
2352                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2353
2354         else {
2355                 /*
2356                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2357                  * operation and if we are on the right processor.
2358                  *
2359                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2360                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2361                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2362                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2363                  *
2364                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2365                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2366                  */
2367                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2368                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2369                                 object, tid,
2370                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2371
2372                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2373                         goto redo;
2374                 }
2375                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2376         }
2377
2378         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2379                 memset(object, 0, s->objsize);
2380
2381         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2382
2383         return object;
2384 }
2385
2386 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2387 {
2388         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2389
2390         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2391
2392         return ret;
2393 }
2394 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2395
2396 #ifdef CONFIG_TRACING
2397 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2398 {
2399         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2400         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2401         return ret;
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2404
2405 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2406 {
2407         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2408         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2409         return ret;
2410 }
2411 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2412 #endif
2413
2414 #ifdef CONFIG_NUMA
2415 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2416 {
2417         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2418
2419         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2420                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2421
2422         return ret;
2423 }
2424 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2425
2426 #ifdef CONFIG_TRACING
2427 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2428                                     gfp_t gfpflags,
2429                                     int node, size_t size)
2430 {
2431         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2432
2433         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2434                            size, s->size, gfpflags, node);
2435         return ret;
2436 }
2437 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2438 #endif
2439 #endif
2440
2441 /*
2442  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2443  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2444  *
2445  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2446  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2447  * handling required then we can return immediately.
2448  */
2449 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2450                         void *x, unsigned long addr)
2451 {
2452         void *prior;
2453         void **object = (void *)x;
2454         int was_frozen;
2455         int inuse;
2456         struct page new;
2457         unsigned long counters;
2458         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2459         unsigned long uninitialized_var(flags);
2460
2461         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2462
2463         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2464                 return;
2465
2466         do {
2467                 prior = page->freelist;
2468                 counters = page->counters;
2469                 set_freepointer(s, object, prior);
2470                 new.counters = counters;
2471                 was_frozen = new.frozen;
2472                 new.inuse--;
2473                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2474
2475                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2476
2477                                 /*
2478                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2479                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2480                                  */
2481                                 new.frozen = 1;
2482
2483                         else { /* Needs to be taken off a list */
2484
2485                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2486                                 /*
2487                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2488                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2489                                  * drop the list_lock without any processing.
2490                                  *
2491                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2492                                  * other processors updating the list of slabs.
2493                                  */
2494                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2495
2496                         }
2497                 }
2498                 inuse = new.inuse;
2499
2500         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2501                 prior, counters,
2502                 object, new.counters,
2503                 "__slab_free"));
2504
2505         if (likely(!n)) {
2506
2507                 /*
2508                  * If we just froze the page then put it onto the
2509                  * per cpu partial list.
2510                  */
2511                 if (new.frozen && !was_frozen)
2512                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2513
2514                 /*
2515                  * The list lock was not taken therefore no list
2516                  * activity can be necessary.
2517                  */
2518                 if (was_frozen)
2519                         stat(s, FREE_FROZEN);
2520                 return;
2521         }
2522
2523         /*
2524          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2525          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2526          */
2527         if (was_frozen)
2528                 stat(s, FREE_FROZEN);
2529         else {
2530                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2531                         goto slab_empty;
2532
2533                 /*
2534                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2535                  * then add it.
2536                  */
2537                 if (unlikely(!prior)) {
2538                         remove_full(s, page);
2539                         add_partial(n, page, 0);
2540                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2541                 }
2542         }
2543         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2544         return;
2545
2546 slab_empty:
2547         if (prior) {
2548                 /*
2549                  * Slab on the partial list.
2550                  */
2551                 remove_partial(n, page);
2552                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2553         } else
2554                 /* Slab must be on the full list */
2555                 remove_full(s, page);
2556
2557         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2558         stat(s, FREE_SLAB);
2559         discard_slab(s, page);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2564  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2565  *
2566  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2567  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2568  * the item before.
2569  *
2570  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2571  * with all sorts of special processing.
2572  */
2573 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2574                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2575 {
2576         void **object = (void *)x;
2577         struct kmem_cache_cpu *c;
2578         unsigned long tid;
2579
2580         slab_free_hook(s, x);
2581
2582 redo:
2583         /*
2584          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2585          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2586          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2587          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2588          */
2589         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2590
2591         tid = c->tid;
2592         barrier();
2593
2594         if (likely(page == c->page)) {
2595                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2596
2597                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2598                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2599                                 c->freelist, tid,
2600                                 object, next_tid(tid)))) {
2601
2602                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2603                         goto redo;
2604                 }
2605                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2606         } else
2607                 __slab_free(s, page, x, addr);
2608
2609 }
2610
2611 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2612 {
2613         struct page *page;
2614
2615         page = virt_to_head_page(x);
2616
2617         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2618
2619         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2620 }
2621 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2622
2623 /*
2624  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2625  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2626  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2627  * another.
2628  *
2629  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2630  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2631  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2632  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2633  * locking overhead.
2634  */
2635
2636 /*
2637  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2638  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2639  * and increases the number of allocations possible without having to
2640  * take the list_lock.
2641  */
2642 static int slub_min_order;
2643 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2644 static int slub_min_objects;
2645
2646 /*
2647  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2648  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2649  */
2650 static int slub_nomerge;
2651
2652 /*
2653  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2654  *
2655  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2656  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2657  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2658  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2659  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2660  * would be wasted.
2661  *
2662  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2663  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2664  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2665  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2666  *
2667  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2668  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2669  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2670  * of space in favor of a small page order.
2671  *
2672  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2673  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2674  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2675  * the smallest order which will fit the object.
2676  */
2677 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2678                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2679 {
2680         int order;
2681         int rem;
2682         int min_order = slub_min_order;
2683
2684         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2685                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2686
2687         for (order = max(min_order,
2688                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2689                         order <= max_order; order++) {
2690
2691                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2692
2693                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2694                         continue;
2695
2696                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2697
2698                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2699                         break;
2700
2701         }
2702
2703         return order;
2704 }
2705
2706 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2707 {
2708         int order;
2709         int min_objects;
2710         int fraction;
2711         int max_objects;
2712
2713         /*
2714          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2715          * works by first attempting to generate a layout with
2716          * the best configuration and backing off gradually.
2717          *
2718          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2719          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2720          */
2721         min_objects = slub_min_objects;
2722         if (!min_objects)
2723                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2724         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2725         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2726
2727         while (min_objects > 1) {
2728                 fraction = 16;
2729                 while (fraction >= 4) {
2730                         order = slab_order(size, min_objects,
2731                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2732                         if (order <= slub_max_order)
2733                                 return order;
2734                         fraction /= 2;
2735                 }
2736                 min_objects--;
2737         }
2738
2739         /*
2740          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2741          * lets see if we can place a single object there.
2742          */
2743         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2744         if (order <= slub_max_order)
2745                 return order;
2746
2747         /*
2748          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2749          */
2750         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2751         if (order < MAX_ORDER)
2752                 return order;
2753         return -ENOSYS;
2754 }
2755
2756 /*
2757  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2758  */
2759 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2760                 unsigned long align, unsigned long size)
2761 {
2762         /*
2763          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2764          * suggestion if the object is sufficiently large.
2765          *
2766          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2767          * alignment though. If that is greater then use it.
2768          */
2769         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2770                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2771                 while (size <= ralign / 2)
2772                         ralign /= 2;
2773                 align = max(align, ralign);
2774         }
2775
2776         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2777                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2778
2779         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2780 }
2781
2782 static void
2783 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2784 {
2785         n->nr_partial = 0;
2786         spin_lock_init(&n->list_lock);
2787         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2788 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2789         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2790         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2791         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2792 #endif
2793 }
2794
2795 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2796 {
2797         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2798                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2799
2800         /*
2801          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2802          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2803          */
2804         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2805                                      2 * sizeof(void *));
2806
2807         if (!s->cpu_slab)
2808                 return 0;
2809
2810         init_kmem_cache_cpus(s);
2811
2812         return 1;
2813 }
2814
2815 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2816
2817 /*
2818  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2819  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2820  * possible.
2821  *
2822  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2823  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2824  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2825  */
2826 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2827 {
2828         struct page *page;
2829         struct kmem_cache_node *n;
2830
2831         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2832
2833         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2834
2835         BUG_ON(!page);
2836         if (page_to_nid(page) != node) {
2837                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2838                                 "node %d\n", node);
2839                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2840                                 "in order to be able to continue\n");
2841         }
2842
2843         n = page->freelist;
2844         BUG_ON(!n);
2845         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2846         page->inuse = 1;
2847         page->frozen = 0;
2848         kmem_cache_node->node[node] = n;
2849 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2850         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2851         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2852 #endif
2853         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2854         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2855
2856         add_partial(n, page, 0);
2857 }
2858
2859 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2860 {
2861         int node;
2862
2863         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2864                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2865
2866                 if (n)
2867                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2868
2869                 s->node[node] = NULL;
2870         }
2871 }
2872
2873 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2874 {
2875         int node;
2876
2877         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2878                 struct kmem_cache_node *n;
2879
2880                 if (slab_state == DOWN) {
2881                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2882                         continue;
2883                 }
2884                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2885                                                 GFP_KERNEL, node);
2886
2887                 if (!n) {
2888                         free_kmem_cache_nodes(s);
2889                         return 0;
2890                 }
2891
2892                 s->node[node] = n;
2893                 init_kmem_cache_node(n, s);
2894         }
2895         return 1;
2896 }
2897
2898 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2899 {
2900         if (min < MIN_PARTIAL)
2901                 min = MIN_PARTIAL;
2902         else if (min > MAX_PARTIAL)
2903                 min = MAX_PARTIAL;
2904         s->min_partial = min;
2905 }
2906
2907 /*
2908  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2909  * a slab object.
2910  */
2911 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2912 {
2913         unsigned long flags = s->flags;
2914         unsigned long size = s->objsize;
2915         unsigned long align = s->align;
2916         int order;
2917
2918         /*
2919          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2920          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2921          * the possible location of the free pointer.
2922          */
2923         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2924
2925 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2926         /*
2927          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2928          * the slab may touch the object after free or before allocation
2929          * then we should never poison the object itself.
2930          */
2931         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2932                         !s->ctor)
2933                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2934         else
2935                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2936
2937
2938         /*
2939          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2940          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2941          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2942          */
2943         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2944                 size += sizeof(void *);
2945 #endif
2946
2947         /*
2948          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2949          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2950          */
2951         s->inuse = size;
2952
2953         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2954                 s->ctor)) {
2955                 /*
2956                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2957                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2958                  * kmem_cache_free.
2959                  *
2960                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2961                  * destructor or are poisoning the objects.
2962                  */
2963                 s->offset = size;
2964                 size += sizeof(void *);
2965         }
2966
2967 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2968         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2969                 /*
2970                  * Need to store information about allocs and frees after
2971                  * the object.
2972                  */
2973                 size += 2 * sizeof(struct track);
2974
2975         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2976                 /*
2977                  * Add some empty padding so that we can catch
2978                  * overwrites from earlier objects rather than let
2979                  * tracking information or the free pointer be
2980                  * corrupted if a user writes before the start
2981                  * of the object.
2982                  */
2983                 size += sizeof(void *);
2984 #endif
2985
2986         /*
2987          * Determine the alignment based on various parameters that the
2988          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2989          * on bootup.
2990          */
2991         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2992         s->align = align;
2993
2994         /*
2995          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2996          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2997          * each object to conform to the alignment.
2998          */
2999         size = ALIGN(size, align);
3000         s->size = size;
3001         if (forced_order >= 0)
3002                 order = forced_order;
3003         else
3004                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3005
3006         if (order < 0)
3007                 return 0;
3008
3009         s->allocflags = 0;
3010         if (order)
3011                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3012
3013         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3014                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3015
3016         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3017                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3018
3019         /*
3020          * Determine the number of objects per slab
3021          */
3022         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3023         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3024         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3025                 s->max = s->oo;
3026
3027         return !!oo_objects(s->oo);
3028
3029 }
3030
3031 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3032                 const char *name, size_t size,
3033                 size_t align, unsigned long flags,
3034                 void (*ctor)(void *))
3035 {
3036         memset(s, 0, kmem_size);
3037         s->name = name;
3038         s->ctor = ctor;
3039         s->objsize = size;
3040         s->align = align;
3041         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3042         s->reserved = 0;
3043
3044         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3045                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3046
3047         if (!calculate_sizes(s, -1))
3048                 goto error;
3049         if (disable_higher_order_debug) {
3050                 /*
3051                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3052                  * order increased.
3053                  */
3054                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3055                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3056                         s->offset = 0;
3057                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3058                                 goto error;
3059                 }
3060         }
3061
3062 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
3063         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3064                 /* Enable fast mode */
3065                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3066 #endif
3067
3068         /*
3069          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3070          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3071          */
3072         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3073
3074         /*
3075          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3076          * per cpu partial lists of a processor.
3077          *
3078          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3079          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3080          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3081          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3082          *
3083          * This setting also determines
3084          *
3085          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3086          *    per node list when we reach the limit.
3087          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3088          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3089          *    to keep some capacity around for frees.
3090          */
3091         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3092                 s->cpu_partial = 2;
3093         else if (s->size >= 1024)
3094                 s->cpu_partial = 6;
3095         else if (s->size >= 256)
3096                 s->cpu_partial = 13;
3097         else
3098                 s->cpu_partial = 30;
3099
3100         s->refcount = 1;
3101 #ifdef CONFIG_NUMA
3102         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3103 #endif
3104         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3105                 goto error;
3106
3107         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3108                 return 1;
3109
3110         free_kmem_cache_nodes(s);
3111 error:
3112         if (flags & SLAB_PANIC)
3113                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3114                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3115                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3116                         s->offset, flags);
3117         return 0;
3118 }
3119
3120 /*
3121  * Determine the size of a slab object
3122  */
3123 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3124 {
3125         return s->objsize;
3126 }
3127 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3128
3129 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3130                                                         const char *text)
3131 {
3132 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3133         void *addr = page_address(page);
3134         void *p;
3135         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3136                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3137         if (!map)
3138                 return;
3139         slab_err(s, page, "%s", text);
3140         slab_lock(page);
3141
3142         get_map(s, page, map);
3143         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3144
3145                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3146                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3147                                                         p, p - addr);
3148                         print_tracking(s, p);
3149                 }
3150         }
3151         slab_unlock(page);
3152         kfree(map);
3153 #endif
3154 }
3155
3156 /*
3157  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3158  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3159  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3160  */
3161 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3162 {
3163         struct page *page, *h;
3164
3165         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3166                 if (!page->inuse) {
3167                         remove_partial(n, page);
3168                         discard_slab(s, page);
3169                 } else {
3170                         list_slab_objects(s, page,
3171                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3172                 }
3173         }
3174 }
3175
3176 /*
3177  * Release all resources used by a slab cache.
3178  */
3179 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3180 {
3181         int node;
3182
3183         flush_all(s);
3184         free_percpu(s->cpu_slab);
3185         /* Attempt to free all objects */
3186         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3187                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3188
3189                 free_partial(s, n);
3190                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3191                         return 1;
3192         }
3193         free_kmem_cache_nodes(s);
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3199  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3200  */
3201 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3202 {
3203         down_write(&slub_lock);
3204         s->refcount--;
3205         if (!s->refcount) {
3206                 list_del(&s->list);
3207                 up_write(&slub_lock);
3208                 if (kmem_cache_close(s)) {
3209                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3210                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3211                         dump_stack();
3212                 }
3213                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3214                         rcu_barrier();
3215                 sysfs_slab_remove(s);
3216         } else
3217                 up_write(&slub_lock);
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3220
3221 /********************************************************************
3222  *              Kmalloc subsystem
3223  *******************************************************************/
3224
3225 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3226 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3227
3228 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3229
3230 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3231 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3232 #endif
3233
3234 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3235 {
3236         get_option(&str, &slub_min_order);
3237
3238         return 1;
3239 }
3240
3241 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3242
3243 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3244 {
3245         get_option(&str, &slub_max_order);
3246         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3247
3248         return 1;
3249 }
3250
3251 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3252
3253 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3254 {
3255         get_option(&str, &slub_min_objects);
3256
3257         return 1;
3258 }
3259
3260 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3261
3262 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3263 {
3264         slub_nomerge = 1;
3265         return 1;
3266 }
3267
3268 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3269
3270 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3271                                                 int size, unsigned int flags)
3272 {
3273         struct kmem_cache *s;
3274
3275         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3276
3277         /*
3278          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3279          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3280          */
3281         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3282                                                                 flags, NULL))
3283                 goto panic;
3284
3285         list_add(&s->list, &slab_caches);
3286         return s;
3287
3288 panic:
3289         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3290         return NULL;
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3295  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3296  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3297  * fls.
3298  */
3299 static s8 size_index[24] = {
3300         3,      /* 8 */
3301         4,      /* 16 */
3302         5,      /* 24 */
3303         5,      /* 32 */
3304         6,      /* 40 */
3305         6,      /* 48 */
3306         6,      /* 56 */
3307         6,      /* 64 */
3308         1,      /* 72 */
3309         1,      /* 80 */
3310         1,      /* 88 */
3311         1,      /* 96 */
3312         7,      /* 104 */
3313         7,      /* 112 */
3314         7,      /* 120 */
3315         7,      /* 128 */
3316         2,      /* 136 */
3317         2,      /* 144 */
3318         2,      /* 152 */
3319         2,      /* 160 */
3320         2,      /* 168 */
3321         2,      /* 176 */
3322         2,      /* 184 */
3323         2       /* 192 */
3324 };
3325
3326 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3327 {
3328         return (bytes - 1) / 8;
3329 }
3330
3331 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3332 {
3333         int index;
3334
3335         if (size <= 192) {
3336                 if (!size)
3337                         return ZERO_SIZE_PTR;
3338
3339                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3340         } else
3341                 index = fls(size - 1);
3342
3343 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3344         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3345                 return kmalloc_dma_caches[index];
3346
3347 #endif
3348         return kmalloc_caches[index];
3349 }
3350
3351 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3352 {
3353         struct kmem_cache *s;
3354         void *ret;
3355
3356         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3357                 return kmalloc_large(size, flags);
3358
3359         s = get_slab(size, flags);
3360
3361         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3362                 return s;
3363
3364         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3365
3366         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3367
3368         return ret;
3369 }
3370 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3371
3372 #ifdef CONFIG_NUMA
3373 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3374 {
3375         struct page *page;
3376         void *ptr = NULL;
3377
3378         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3379         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3380         if (page)
3381                 ptr = page_address(page);
3382
3383         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3384         return ptr;
3385 }
3386
3387 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3388 {
3389         struct kmem_cache *s;
3390         void *ret;
3391
3392         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3393                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3394
3395                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3396                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3397                                    flags, node);
3398
3399                 return ret;
3400         }
3401
3402         s = get_slab(size, flags);
3403
3404         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3405                 return s;
3406
3407         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3408
3409         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3410
3411         return ret;
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3414 #endif
3415
3416 size_t ksize(const void *object)
3417 {
3418         struct page *page;
3419
3420         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3421                 return 0;
3422
3423         page = virt_to_head_page(object);
3424
3425         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3426                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3427                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3428         }
3429
3430         return slab_ksize(page->slab);
3431 }
3432 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3433
3434 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3435 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3436 {
3437         struct page *page;
3438         void *object = (void *)x;
3439         unsigned long flags;
3440         bool rv;
3441
3442         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3443                 return false;
3444
3445         local_irq_save(flags);
3446
3447         page = virt_to_head_page(x);
3448         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3449                 /* maybe it was from stack? */
3450                 rv = true;
3451                 goto out_unlock;
3452         }
3453
3454         slab_lock(page);
3455         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3456                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3457                 rv = false;
3458         } else {
3459                 rv = true;
3460         }
3461         slab_unlock(page);
3462
3463 out_unlock:
3464         local_irq_restore(flags);
3465         return rv;
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3468 #endif
3469
3470 void kfree(const void *x)
3471 {
3472         struct page *page;
3473         void *object = (void *)x;
3474
3475         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3476
3477         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3478                 return;
3479
3480         page = virt_to_head_page(x);
3481         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3482                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3483                 kmemleak_free(x);
3484                 put_page(page);
3485                 return;
3486         }
3487         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3488 }
3489 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3490
3491 /*
3492  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3493  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3494  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3495  * and thus they can be removed from the partial lists.
3496  *
3497  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3498  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3499  * are freed in them.
3500  */
3501 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3502 {
3503         int node;
3504         int i;
3505         struct kmem_cache_node *n;
3506         struct page *page;
3507         struct page *t;
3508         int objects = oo_objects(s->max);
3509         struct list_head *slabs_by_inuse =
3510                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3511         unsigned long flags;
3512
3513         if (!slabs_by_inuse)
3514                 return -ENOMEM;
3515
3516         flush_all(s);
3517         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3518                 n = get_node(s, node);
3519
3520                 if (!n->nr_partial)
3521                         continue;
3522
3523                 for (i = 0; i < objects; i++)
3524                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3525
3526                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3527
3528                 /*
3529                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3530                  *
3531                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3532                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3533                  */
3534                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3535                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3536                         if (!page->inuse)
3537                                 n->nr_partial--;
3538                 }
3539
3540                 /*
3541                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3542                  * first and the least used slabs at the end.
3543                  */
3544                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3545                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3546
3547                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3548
3549                 /* Release empty slabs */
3550                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3551                         discard_slab(s, page);
3552         }
3553
3554         kfree(slabs_by_inuse);
3555         return 0;
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3558
3559 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3560 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3561 {
3562         struct kmem_cache *s;
3563
3564         down_read(&slub_lock);
3565         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3566                 kmem_cache_shrink(s);
3567         up_read(&slub_lock);
3568
3569         return 0;
3570 }
3571
3572 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3573 {
3574         struct kmem_cache_node *n;
3575         struct kmem_cache *s;
3576         struct memory_notify *marg = arg;
3577         int offline_node;
3578
3579         offline_node = marg->status_change_nid;
3580
3581         /*
3582          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3583          * for it yet.
3584          */
3585         if (offline_node < 0)
3586                 return;
3587
3588         down_read(&slub_lock);
3589         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3590                 n = get_node(s, offline_node);
3591                 if (n) {
3592                         /*
3593                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3594                          * that is going down. We were unable to free them,
3595                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3596                          * callback. So, we must fail.
3597                          */
3598                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3599
3600                         s->node[offline_node] = NULL;
3601                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3602                 }
3603         }
3604         up_read(&slub_lock);
3605 }
3606
3607 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3608 {
3609         struct kmem_cache_node *n;
3610         struct kmem_cache *s;
3611         struct memory_notify *marg = arg;
3612         int nid = marg->status_change_nid;
3613         int ret = 0;
3614
3615         /*
3616          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3617          * already created. Nothing to do.
3618          */
3619         if (nid < 0)
3620                 return 0;
3621
3622         /*
3623          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3624          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3625          * online.
3626          */
3627         down_read(&slub_lock);
3628         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3629                 /*
3630                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3631                  *      since memory is not yet available from the node that
3632                  *      is brought up.
3633                  */
3634                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3635                 if (!n) {
3636                         ret = -ENOMEM;
3637                         goto out;
3638                 }
3639                 init_kmem_cache_node(n, s);
3640                 s->node[nid] = n;
3641         }
3642 out:
3643         up_read(&slub_lock);
3644         return ret;
3645 }
3646
3647 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3648                                 unsigned long action, void *arg)
3649 {
3650         int ret = 0;
3651
3652         switch (action) {
3653         case MEM_GOING_ONLINE:
3654                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3655                 break;
3656         case MEM_GOING_OFFLINE:
3657                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3658                 break;
3659         case MEM_OFFLINE:
3660         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3661                 slab_mem_offline_callback(arg);
3662                 break;
3663         case MEM_ONLINE:
3664         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3665                 break;
3666         }
3667         if (ret)
3668                 ret = notifier_from_errno(ret);
3669         else
3670                 ret = NOTIFY_OK;
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3675
3676 /********************************************************************
3677  *                      Basic setup of slabs
3678  *******************************************************************/
3679
3680 /*
3681  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3682  * the page allocator
3683  */
3684
3685 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3686 {
3687         int node;
3688
3689         list_add(&s->list, &slab_caches);
3690         s->refcount = -1;
3691
3692         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3693                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3694                 struct page *p;
3695
3696                 if (n) {
3697                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3698                                 p->slab = s;
3699
3700 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3701                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3702                                 p->slab = s;
3703 #endif
3704                 }
3705         }
3706 }
3707
3708 void __init kmem_cache_init(void)
3709 {
3710         int i;
3711         int caches = 0;
3712         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3713         int order;
3714         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3715         unsigned long kmalloc_size;
3716
3717         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3718                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3719
3720         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3721         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3722         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3723         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3724
3725         /*
3726          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3727          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3728          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3729          */
3730         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3731
3732         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3733                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3734                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3735
3736         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3737
3738         /* Able to allocate the per node structures */
3739         slab_state = PARTIAL;
3740
3741         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3742         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3743                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3744         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3745         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3746
3747         /*
3748          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3749          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3750          * update any list pointers.
3751          */
3752         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3753
3754         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3755         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3756
3757         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3758
3759         caches++;
3760         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3761         caches++;
3762         /* Free temporary boot structure */
3763         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3764
3765         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3766
3767         /*
3768          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3769          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3770          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3771          *
3772          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3773          * handle the index determination for the smaller caches.
3774          *
3775          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3776          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3777          */
3778         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3779                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3780
3781         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3782                 int elem = size_index_elem(i);
3783                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3784                         break;
3785                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3786         }
3787
3788         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3789                 /*
3790                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3791                  * is 64 byte.
3792                  */
3793                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3794                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3795         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3796                 /*
3797                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3798                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3799                  * instead.
3800                  */
3801                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3802                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3803         }
3804
3805         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3806         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3807                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3808                 caches++;
3809         }
3810
3811         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3812                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3813                 caches++;
3814         }
3815
3816         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3817                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3818                 caches++;
3819         }
3820
3821         slab_state = UP;
3822
3823         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3824         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3825                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3826                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3827         }
3828
3829         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3830                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3831                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3832         }
3833
3834         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3835                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3836
3837                 BUG_ON(!s);
3838                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3839         }
3840
3841 #ifdef CONFIG_SMP
3842         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3843 #endif
3844
3845 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3846         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3847                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3848
3849                 if (s && s->size) {
3850                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3851                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3852
3853                         BUG_ON(!name);
3854                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3855                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3856                 }
3857         }
3858 #endif
3859         printk(KERN_INFO
3860                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3861                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3862                 caches, cache_line_size(),
3863                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3864                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3865 }
3866
3867 void __init kmem_cache_init_late(void)
3868 {
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Find a mergeable slab cache
3873  */
3874 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3875 {
3876         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3877                 return 1;
3878
3879         if (s->ctor)
3880                 return 1;
3881
3882         /*
3883          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3884          */
3885         if (s->refcount < 0)
3886                 return 1;
3887
3888         return 0;
3889 }
3890
3891 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3892                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3893                 void (*ctor)(void *))
3894 {
3895         struct kmem_cache *s;
3896
3897         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3898                 return NULL;
3899
3900         if (ctor)
3901                 return NULL;
3902
3903         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3904         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3905         size = ALIGN(size, align);
3906         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3907
3908         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3909                 if (slab_unmergeable(s))
3910                         continue;
3911
3912                 if (size > s->size)
3913                         continue;
3914
3915                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3916                                 continue;
3917                 /*
3918                  * Check if alignment is compatible.
3919                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3920                  */
3921                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3922                         continue;
3923
3924                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3925                         continue;
3926
3927                 return s;
3928         }
3929         return NULL;
3930 }
3931
3932 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3933                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3934 {
3935         struct kmem_cache *s;
3936         char *n;
3937
3938         if (WARN_ON(!name))
3939                 return NULL;
3940
3941         down_write(&slub_lock);
3942         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3943         if (s) {
3944                 s->refcount++;
3945                 /*
3946                  * Adjust the object sizes so that we clear
3947                  * the complete object on kzalloc.
3948                  */
3949                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3950                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3951
3952                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3953                         s->refcount--;
3954                         goto err;
3955                 }
3956                 up_write(&slub_lock);
3957                 return s;
3958         }
3959
3960         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3961         if (!n)
3962                 goto err;
3963
3964         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3965         if (s) {
3966                 if (kmem_cache_open(s, n,
3967                                 size, align, flags, ctor)) {
3968                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3969                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3970                                 list_del(&s->list);
3971                                 kfree(n);
3972                                 kfree(s);
3973                                 goto err;
3974                         }
3975                         up_write(&slub_lock);
3976                         return s;
3977                 }
3978                 kfree(n);
3979                 kfree(s);
3980         }
3981 err:
3982         up_write(&slub_lock);
3983
3984         if (flags & SLAB_PANIC)
3985                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3986         else
3987                 s = NULL;
3988         return s;
3989 }
3990 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3991
3992 #ifdef CONFIG_SMP
3993 /*
3994  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3995  * necessary.
3996  */
3997 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3998                 unsigned long action, void *hcpu)
3999 {
4000         long cpu = (long)hcpu;
4001         struct kmem_cache *s;
4002         unsigned long flags;
4003
4004         switch (action) {
4005         case CPU_UP_CANCELED:
4006         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4007         case CPU_DEAD:
4008         case CPU_DEAD_FROZEN:
4009                 down_read(&slub_lock);
4010                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4011                         local_irq_save(flags);
4012                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4013                         local_irq_restore(flags);
4014                 }
4015                 up_read(&slub_lock);
4016                 break;
4017         default:
4018                 break;
4019         }
4020         return NOTIFY_OK;
4021 }
4022
4023 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4024         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4025 };
4026
4027 #endif
4028
4029 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4030 {
4031         struct kmem_cache *s;
4032         void *ret;
4033
4034         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4035                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4036
4037         s = get_slab(size, gfpflags);
4038
4039         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4040                 return s;
4041
4042         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4043
4044         /* Honor the call site pointer we received. */
4045         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4046
4047         return ret;
4048 }
4049
4050 #ifdef CONFIG_NUMA
4051 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4052                                         int node, unsigned long caller)
4053 {
4054         struct kmem_cache *s;
4055         void *ret;
4056
4057         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4058                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4059
4060                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4061                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4062                                    gfpflags, node);
4063
4064                 return ret;
4065         }
4066
4067         s = get_slab(size, gfpflags);
4068
4069         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4070                 return s;
4071
4072         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4073
4074         /* Honor the call site pointer we received. */
4075         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4076
4077         return ret;
4078 }
4079 #endif
4080
4081 #ifdef CONFIG_SYSFS
4082 static int count_inuse(struct page *page)
4083 {
4084         return page->inuse;
4085 }
4086
4087 static int count_total(struct page *page)
4088 {
4089         return page->objects;
4090 }
4091 #endif
4092
4093 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4094 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4095                                                 unsigned long *map)
4096 {
4097         void *p;
4098         void *addr = page_address(page);
4099
4100         if (!check_slab(s, page) ||
4101                         !on_freelist(s, page, NULL))
4102                 return 0;
4103
4104         /* Now we know that a valid freelist exists */
4105         bitmap_zero(map, page->objects);
4106
4107         get_map(s, page, map);
4108         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4109                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4110                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4111                                 return 0;
4112         }
4113
4114         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4115                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4116                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4117                                 return 0;
4118         return 1;
4119 }
4120
4121 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4122                                                 unsigned long *map)
4123 {
4124         slab_lock(page);
4125         validate_slab(s, page, map);
4126         slab_unlock(page);
4127 }
4128
4129 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4130                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4131 {
4132         unsigned long count = 0;
4133         struct page *page;
4134         unsigned long flags;
4135
4136         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4137
4138         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4139                 validate_slab_slab(s, page, map);
4140                 count++;
4141         }
4142         if (count != n->nr_partial)
4143                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4144                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4145
4146         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4147                 goto out;
4148
4149         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4150                 validate_slab_slab(s, page, map);
4151                 count++;
4152         }
4153         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4154                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4155                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4156                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4157
4158 out:
4159         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4160         return count;
4161 }
4162
4163 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4164 {
4165         int node;
4166         unsigned long count = 0;
4167         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4168                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4169
4170         if (!map)
4171                 return -ENOMEM;
4172
4173         flush_all(s);
4174         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4175                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4176
4177                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4178         }
4179         kfree(map);
4180         return count;
4181 }
4182 /*
4183  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4184  * and freed.
4185  */
4186
4187 struct location {
4188         unsigned long count;
4189         unsigned long addr;
4190         long long sum_time;
4191         long min_time;
4192         long max_time;
4193         long min_pid;
4194         long max_pid;
4195         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4196         nodemask_t nodes;
4197 };
4198
4199 struct loc_track {
4200         unsigned long max;
4201         unsigned long count;
4202         struct location *loc;
4203 };
4204
4205 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4206 {
4207         if (t->max)
4208                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4209                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4210 }
4211
4212 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4213 {
4214         struct location *l;
4215         int order;
4216
4217         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4218
4219         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4220         if (!l)
4221                 return 0;
4222
4223         if (t->count) {
4224                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4225                 free_loc_track(t);
4226         }
4227         t->max = max;
4228         t->loc = l;
4229         return 1;
4230 }
4231
4232 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4233                                 const struct track *track)
4234 {
4235         long start, end, pos;
4236         struct location *l;
4237         unsigned long caddr;
4238         unsigned long age = jiffies - track->when;
4239
4240         start = -1;
4241         end = t->count;
4242
4243         for ( ; ; ) {
4244                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4245
4246                 /*
4247                  * There is nothing at "end". If we end up there
4248                  * we need to add something to before end.
4249                  */
4250                 if (pos == end)
4251                         break;
4252
4253                 caddr = t->loc[pos].addr;
4254                 if (track->addr == caddr) {
4255
4256                         l = &t->loc[pos];
4257                         l->count++;
4258                         if (track->when) {
4259                                 l->sum_time += age;
4260                                 if (age < l->min_time)
4261                                         l->min_time = age;
4262                                 if (age > l->max_time)
4263                                         l->max_time = age;
4264
4265                                 if (track->pid < l->min_pid)
4266                                         l->min_pid = track->pid;
4267                                 if (track->pid > l->max_pid)
4268                                         l->max_pid = track->pid;
4269
4270                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4271                                                 to_cpumask(l->cpus));
4272                         }
4273                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4274                         return 1;
4275                 }
4276
4277                 if (track->addr < caddr)
4278                         end = pos;
4279                 else
4280                         start = pos;
4281         }
4282
4283         /*
4284          * Not found. Insert new tracking element.
4285          */
4286         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4287                 return 0;
4288
4289         l = t->loc + pos;
4290         if (pos < t->count)
4291                 memmove(l + 1, l,
4292                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4293         t->count++;
4294         l->count = 1;
4295         l->addr = track->addr;
4296         l->sum_time = age;
4297         l->min_time = age;
4298         l->max_time = age;
4299         l->min_pid = track->pid;
4300         l->max_pid = track->pid;
4301         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4302         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4303         nodes_clear(l->nodes);
4304         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4305         return 1;
4306 }
4307
4308 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4309                 struct page *page, enum track_item alloc,
4310                 unsigned long *map)
4311 {
4312         void *addr = page_address(page);
4313         void *p;
4314
4315         bitmap_zero(map, page->objects);
4316         get_map(s, page, map);
4317
4318         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4319                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4320                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4321 }
4322
4323 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4324                                         enum track_item alloc)
4325 {
4326         int len = 0;
4327         unsigned long i;
4328         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4329         int node;
4330         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4331                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4332
4333         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4334                                      GFP_TEMPORARY)) {
4335                 kfree(map);
4336                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4337         }
4338         /* Push back cpu slabs */
4339         flush_all(s);
4340
4341         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4342                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4343                 unsigned long flags;
4344                 struct page *page;
4345
4346                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4347                         continue;
4348
4349                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4350                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4351                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4352                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4353                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4354                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4355         }
4356
4357         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4358                 struct location *l = &t.loc[i];
4359
4360                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4361                         break;
4362                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4363
4364                 if (l->addr)
4365                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4366                 else
4367                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4368
4369                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4370                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4371                                 l->min_time,
4372                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4373                                 l->max_time);
4374                 } else
4375                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4376                                 l->min_time);
4377
4378                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4379                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4380                                 l->min_pid, l->max_pid);
4381                 else
4382                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4383                                 l->min_pid);
4384
4385                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4386                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4387                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4388                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4389                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4390                                                  to_cpumask(l->cpus));
4391                 }
4392
4393                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4394                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4395                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4396                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4397                                         l->nodes);
4398                 }
4399
4400                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4401         }
4402
4403         free_loc_track(&t);
4404         kfree(map);
4405         if (!t.count)
4406                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4407         return len;
4408 }
4409 #endif
4410
4411 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4412 static void resiliency_test(void)
4413 {
4414         u8 *p;
4415
4416         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4417
4418         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4419         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4420         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4421
4422         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4423         p[16] = 0x12;
4424         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4425                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4426
4427         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4428
4429         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4430         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4431         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4432         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4433                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4434         printk(KERN_ERR
4435                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4436
4437         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4438         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4439         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4440         *p = 0x56;
4441         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4442                                                                         p);
4443         printk(KERN_ERR
4444                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4445         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4446
4447         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4448         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4449         kfree(p);
4450         *p = 0x78;
4451         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4452         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4453
4454         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4455         kfree(p);
4456         p[50] = 0x9a;
4457         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4458                         p);
4459         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4460
4461         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4462         kfree(p);
4463         p[512] = 0xab;
4464         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4465         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4466 }
4467 #else
4468 #ifdef CONFIG_SYSFS
4469 static void resiliency_test(void) {};
4470 #endif
4471 #endif
4472
4473 #ifdef CONFIG_SYSFS
4474 enum slab_stat_type {
4475         SL_ALL,                 /* All slabs */
4476         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4477         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4478         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4479         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4480 };
4481
4482 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4483 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4484 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4485 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4486 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4487
4488 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4489                             char *buf, unsigned long flags)
4490 {
4491         unsigned long total = 0;
4492         int node;
4493         int x;
4494         unsigned long *nodes;
4495         unsigned long *per_cpu;
4496
4497         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4498         if (!nodes)
4499                 return -ENOMEM;
4500         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4501
4502         if (flags & SO_CPU) {
4503                 int cpu;
4504
4505                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4506                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4507                         struct page *page;
4508
4509                         if (!c || c->node < 0)
4510                                 continue;
4511
4512                         if (c->page) {
4513                                         if (flags & SO_TOTAL)
4514                                                 x = c->page->objects;
4515                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4516                                         x = c->page->inuse;
4517                                 else
4518                                         x = 1;
4519
4520                                 total += x;
4521                                 nodes[c->node] += x;
4522                         }
4523                         page = c->partial;
4524
4525                         if (page) {
4526                                 x = page->pobjects;
4527                                 total += x;
4528                                 nodes[c->node] += x;
4529                         }
4530                         per_cpu[c->node]++;
4531                 }
4532         }
4533
4534         lock_memory_hotplug();
4535 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4536         if (flags & SO_ALL) {
4537                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4538                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4539
4540                 if (flags & SO_TOTAL)
4541                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4542                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4543                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4544                                 count_partial(n, count_free);
4545
4546                         else
4547                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4548                         total += x;
4549                         nodes[node] += x;
4550                 }
4551
4552         } else
4553 #endif
4554         if (flags & SO_PARTIAL) {
4555                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4556                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4557
4558                         if (flags & SO_TOTAL)
4559                                 x = count_partial(n, count_total);
4560                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4561                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4562                         else
4563                                 x = n->nr_partial;
4564                         total += x;
4565                         nodes[node] += x;
4566                 }
4567         }
4568         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4569 #ifdef CONFIG_NUMA
4570         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4571                 if (nodes[node])
4572                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4573                                         node, nodes[node]);
4574 #endif
4575         unlock_memory_hotplug();
4576         kfree(nodes);
4577         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4578 }
4579
4580 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4581 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4582 {
4583         int node;
4584
4585         for_each_online_node(node) {
4586                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4587
4588                 if (!n)
4589                         continue;
4590
4591                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4592                         return 1;
4593         }
4594         return 0;
4595 }
4596 #endif
4597
4598 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4599 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4600
4601 struct slab_attribute {
4602         struct attribute attr;
4603         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4604         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4605 };
4606
4607 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4608         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4609
4610 #define SLAB_ATTR(_name) \
4611         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4612         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4613
4614 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4615 {
4616         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4617 }
4618 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4619
4620 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4621 {
4622         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4623 }
4624 SLAB_ATTR_RO(align);
4625
4626 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4627 {
4628         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4629 }
4630 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4631
4632 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4633 {
4634         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4635 }
4636 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4637
4638 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4639                                 const char *buf, size_t length)
4640 {
4641         unsigned long order;
4642         int err;
4643
4644         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4645         if (err)
4646                 return err;
4647
4648         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4649                 return -EINVAL;
4650
4651         calculate_sizes(s, order);
4652         return length;
4653 }
4654
4655 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4656 {
4657         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4658 }
4659 SLAB_ATTR(order);
4660
4661 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4662 {
4663         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4664 }
4665
4666 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4667                                  size_t length)
4668 {
4669         unsigned long min;
4670         int err;
4671
4672         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4673         if (err)
4674                 return err;
4675
4676         set_min_partial(s, min);
4677         return length;
4678 }
4679 SLAB_ATTR(min_partial);
4680
4681 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4682 {
4683         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4684 }
4685
4686 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4687                                  size_t length)
4688 {
4689         unsigned long objects;
4690         int err;
4691
4692         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4693         if (err)
4694                 return err;
4695
4696         s->cpu_partial = objects;
4697         flush_all(s);
4698         return length;
4699 }
4700 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4701
4702 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4703 {
4704         if (!s->ctor)
4705                 return 0;
4706         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4707 }
4708 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4709
4710 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4713 }
4714 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4715
4716 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4719 }
4720 SLAB_ATTR_RO(partial);
4721
4722 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4723 {
4724         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4725 }
4726 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4727
4728 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4729 {
4730         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4731 }
4732 SLAB_ATTR_RO(objects);
4733
4734 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4735 {
4736         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4737 }
4738 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4739
4740 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4741 {
4742         int objects = 0;
4743         int pages = 0;
4744         int cpu;
4745         int len;
4746
4747         for_each_online_cpu(cpu) {
4748                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4749
4750                 if (page) {
4751                         pages += page->pages;
4752                         objects += page->pobjects;
4753                 }
4754         }
4755
4756         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4757
4758 #ifdef CONFIG_SMP
4759         for_each_online_cpu(cpu) {
4760                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4761
4762                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4763                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4764                                 page->pobjects, page->pages);
4765         }
4766 #endif
4767         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4768 }
4769 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4770
4771 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4772 {
4773         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4774 }
4775
4776 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4777                                 const char *buf, size_t length)
4778 {
4779         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4780         if (buf[0] == '1')
4781                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4782         return length;
4783 }
4784 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4785
4786 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4787 {
4788         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4789 }
4790 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4791
4792 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4793 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4794 {
4795         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4796 }
4797 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4798 #endif
4799
4800 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4803 }
4804 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4805
4806 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4807 {
4808         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4809 }
4810 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4811
4812 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4813 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4814 {
4815         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4816 }
4817 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4818
4819 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4820 {
4821         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4822 }
4823 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4824
4825 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4826 {
4827         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4828 }
4829
4830 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4831                                 const char *buf, size_t length)
4832 {
4833         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4834         if (buf[0] == '1') {
4835                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4836                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4837         }
4838         return length;
4839 }
4840 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4841
4842 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4843 {
4844         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4845 }
4846
4847 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4848                                                         size_t length)
4849 {
4850         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4851         if (buf[0] == '1') {
4852                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4853                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4854         }
4855         return length;
4856 }
4857 SLAB_ATTR(trace);
4858
4859 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4860 {
4861         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4862 }
4863
4864 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4865                                 const char *buf, size_t length)
4866 {
4867         if (any_slab_objects(s))
4868                 return -EBUSY;
4869
4870         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4871         if (buf[0] == '1') {
4872                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4873                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4874         }
4875         calculate_sizes(s, -1);
4876         return length;
4877 }
4878 SLAB_ATTR(red_zone);
4879
4880 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4881 {
4882         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4883 }
4884
4885 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4886                                 const char *buf, size_t length)
4887 {
4888         if (any_slab_objects(s))
4889                 return -EBUSY;
4890
4891         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4892         if (buf[0] == '1') {
4893                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4894                 s->flags |= SLAB_POISON;
4895         }
4896         calculate_sizes(s, -1);
4897         return length;
4898 }
4899 SLAB_ATTR(poison);
4900
4901 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4902 {
4903         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4904 }
4905
4906 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4907                                 const char *buf, size_t length)
4908 {
4909         if (any_slab_objects(s))
4910                 return -EBUSY;
4911
4912         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4913         if (buf[0] == '1') {
4914                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4915                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4916         }
4917         calculate_sizes(s, -1);
4918         return length;
4919 }
4920 SLAB_ATTR(store_user);
4921
4922 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4923 {
4924         return 0;
4925 }
4926
4927 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4928                         const char *buf, size_t length)
4929 {
4930         int ret = -EINVAL;
4931
4932         if (buf[0] == '1') {
4933                 ret = validate_slab_cache(s);
4934                 if (ret >= 0)
4935                         ret = length;
4936         }
4937         return ret;
4938 }
4939 SLAB_ATTR(validate);
4940
4941 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4942 {
4943         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4944                 return -ENOSYS;
4945         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4946 }
4947 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4948
4949 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4950 {
4951         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4952                 return -ENOSYS;
4953         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4954 }
4955 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4956 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4957
4958 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4959 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4960 {
4961         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4962 }
4963
4964 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4965                                                         size_t length)
4966 {
4967         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4968         if (buf[0] == '1')
4969                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4970         return length;
4971 }
4972 SLAB_ATTR(failslab);
4973 #endif
4974
4975 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4976 {
4977         return 0;
4978 }
4979
4980 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4981                         const char *buf, size_t length)
4982 {
4983         if (buf[0] == '1') {
4984                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4985
4986                 if (rc)
4987                         return rc;
4988         } else
4989                 return -EINVAL;
4990         return length;
4991 }
4992 SLAB_ATTR(shrink);
4993
4994 #ifdef CONFIG_NUMA
4995 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4996 {
4997         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4998 }
4999
5000 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5001                                 const char *buf, size_t length)
5002 {
5003         unsigned long ratio;
5004         int err;
5005
5006         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5007         if (err)
5008                 return err;
5009
5010         if (ratio <= 100)
5011                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5012
5013         return length;
5014 }
5015 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5016 #endif
5017
5018 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5019 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5020 {
5021         unsigned long sum  = 0;
5022         int cpu;
5023         int len;
5024         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5025
5026         if (!data)
5027                 return -ENOMEM;
5028
5029         for_each_online_cpu(cpu) {
5030                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5031
5032                 data[cpu] = x;
5033                 sum += x;
5034         }
5035
5036         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5037
5038 #ifdef CONFIG_SMP
5039         for_each_online_cpu(cpu) {
5040                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5041                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5042         }
5043 #endif
5044         kfree(data);
5045         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5046 }
5047
5048 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5049 {
5050         int cpu;
5051
5052         for_each_online_cpu(cpu)
5053                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5054 }
5055
5056 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5057 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5058 {                                                               \
5059         return show_stat(s, buf, si);                           \
5060 }                                                               \
5061 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5062                                 const char *buf, size_t length) \
5063 {                                                               \
5064         if (buf[0] != '0')                                      \
5065                 return -EINVAL;                                 \
5066         clear_stat(s, si);                                      \
5067         return length;                                          \
5068 }                                                               \
5069 SLAB_ATTR(text);                                                \
5070
5071 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5072 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5073 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5074 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5075 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5076 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5077 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5078 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5079 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5080 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5081 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5082 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5083 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5084 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5085 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5086 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5087 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5088 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5089 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5090 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5091 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5092 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5093 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5094 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5095 #endif
5096
5097 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5098         &slab_size_attr.attr,
5099         &object_size_attr.attr,
5100         &objs_per_slab_attr.attr,
5101         &order_attr.attr,
5102         &min_partial_attr.attr,
5103         &cpu_partial_attr.attr,
5104         &objects_attr.attr,
5105         &objects_partial_attr.attr,
5106         &partial_attr.attr,
5107         &cpu_slabs_attr.attr,
5108         &ctor_attr.attr,
5109         &aliases_attr.attr,
5110         &align_attr.attr,
5111         &hwcache_align_attr.attr,
5112         &reclaim_account_attr.attr,
5113         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5114         &shrink_attr.attr,
5115         &reserved_attr.attr,
5116         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5118         &total_objects_attr.attr,
5119         &slabs_attr.attr,
5120         &sanity_checks_attr.attr,
5121         &trace_attr.attr,
5122         &red_zone_attr.attr,
5123         &poison_attr.attr,
5124         &store_user_attr.attr,
5125         &validate_attr.attr,
5126         &alloc_calls_attr.attr,
5127         &free_calls_attr.attr,
5128 #endif
5129 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5130         &cache_dma_attr.attr,
5131 #endif
5132 #ifdef CONFIG_NUMA
5133         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5134 #endif
5135 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5136         &alloc_fastpath_attr.attr,
5137         &alloc_slowpath_attr.attr,
5138         &free_fastpath_attr.attr,
5139         &free_slowpath_attr.attr,
5140         &free_frozen_attr.attr,
5141         &free_add_partial_attr.attr,
5142         &free_remove_partial_attr.attr,
5143         &alloc_from_partial_attr.attr,
5144         &alloc_slab_attr.attr,
5145         &alloc_refill_attr.attr,
5146         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5147         &free_slab_attr.attr,
5148         &cpuslab_flush_attr.attr,
5149         &deactivate_full_attr.attr,
5150         &deactivate_empty_attr.attr,
5151         &deactivate_to_head_attr.attr,
5152         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5153         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5154         &deactivate_bypass_attr.attr,
5155         &order_fallback_attr.attr,
5156         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5157         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5158         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5159         &cpu_partial_free_attr.attr,
5160 #endif
5161 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5162         &failslab_attr.attr,
5163 #endif
5164
5165         NULL
5166 };
5167
5168 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5169         .attrs = slab_attrs,
5170 };
5171
5172 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5173                                 struct attribute *attr,
5174                                 char *buf)
5175 {
5176         struct slab_attribute *attribute;
5177         struct kmem_cache *s;
5178         int err;
5179
5180         attribute = to_slab_attr(attr);
5181         s = to_slab(kobj);
5182
5183         if (!attribute->show)
5184                 return -EIO;
5185
5186         err = attribute->show(s, buf);
5187
5188         return err;
5189 }
5190
5191 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5192                                 struct attribute *attr,
5193                                 const char *buf, size_t len)
5194 {
5195         struct slab_attribute *attribute;
5196         struct kmem_cache *s;
5197         int err;
5198
5199         attribute = to_slab_attr(attr);
5200         s = to_slab(kobj);
5201
5202         if (!attribute->store)
5203                 return -EIO;
5204
5205         err = attribute->store(s, buf, len);
5206
5207         return err;
5208 }
5209
5210 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5211 {
5212         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5213
5214         kfree(s->name);
5215         kfree(s);
5216 }
5217
5218 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5219         .show = slab_attr_show,
5220         .store = slab_attr_store,
5221 };
5222
5223 static struct kobj_type slab_ktype = {
5224         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5225         .release = kmem_cache_release
5226 };
5227
5228 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5229 {
5230         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5231
5232         if (ktype == &slab_ktype)
5233                 return 1;
5234         return 0;
5235 }
5236
5237 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5238         .filter = uevent_filter,
5239 };
5240
5241 static struct kset *slab_kset;
5242
5243 #define ID_STR_LENGTH 64
5244
5245 /* Create a unique string id for a slab cache:
5246  *
5247  * Format       :[flags-]size
5248  */
5249 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5250 {
5251         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5252         char *p = name;
5253
5254         BUG_ON(!name);
5255
5256         *p++ = ':';
5257         /*
5258          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5259          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5260          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5261          * are matched during merging to guarantee that the id is
5262          * unique.
5263          */
5264         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5265                 *p++ = 'd';
5266         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5267                 *p++ = 'a';
5268         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5269                 *p++ = 'F';
5270         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5271                 *p++ = 't';
5272         if (p != name + 1)
5273                 *p++ = '-';
5274         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5275         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5276         return name;
5277 }
5278
5279 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5280 {
5281         int err;
5282         const char *name;
5283         int unmergeable;
5284
5285         if (slab_state < SYSFS)
5286                 /* Defer until later */
5287                 return 0;
5288
5289         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5290         if (unmergeable) {
5291                 /*
5292                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5293                  * This is typically the case for debug situations. In that
5294                  * case we can catch duplicate names easily.
5295                  */
5296                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5297                 name = s->name;
5298         } else {
5299                 /*
5300                  * Create a unique name for the slab as a target
5301                  * for the symlinks.
5302                  */
5303                 name = create_unique_id(s);
5304         }
5305
5306         s->kobj.kset = slab_kset;
5307         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5308         if (err) {
5309                 kobject_put(&s->kobj);
5310                 return err;
5311         }
5312
5313         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5314         if (err) {
5315                 kobject_del(&s->kobj);
5316                 kobject_put(&s->kobj);
5317                 return err;
5318         }
5319         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5320         if (!unmergeable) {
5321                 /* Setup first alias */
5322                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5323                 kfree(name);
5324         }
5325         return 0;
5326 }
5327
5328 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5329 {
5330         if (slab_state < SYSFS)
5331                 /*
5332                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5333                  * cache from sysfs.
5334                  */
5335                 return;
5336
5337         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5338         kobject_del(&s->kobj);
5339         kobject_put(&s->kobj);
5340 }
5341
5342 /*
5343  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5344  * available lest we lose that information.
5345  */
5346 struct saved_alias {
5347         struct kmem_cache *s;
5348         const char *name;
5349         struct saved_alias *next;
5350 };
5351
5352 static struct saved_alias *alias_list;
5353
5354 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5355 {
5356         struct saved_alias *al;
5357
5358         if (slab_state == SYSFS) {
5359                 /*
5360                  * If we have a leftover link then remove it.
5361                  */
5362                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5363                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5364         }
5365
5366         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5367         if (!al)
5368                 return -ENOMEM;
5369
5370         al->s = s;
5371         al->name = name;
5372         al->next = alias_list;
5373         alias_list = al;
5374         return 0;
5375 }
5376
5377 static int __init slab_sysfs_init(void)
5378 {
5379         struct kmem_cache *s;
5380         int err;
5381
5382         down_write(&slub_lock);
5383
5384         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5385         if (!slab_kset) {
5386                 up_write(&slub_lock);
5387                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5388                 return -ENOSYS;
5389         }
5390
5391         slab_state = SYSFS;
5392
5393         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5394                 err = sysfs_slab_add(s);
5395                 if (err)
5396                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5397                                                 " to sysfs\n", s->name);
5398         }
5399
5400         while (alias_list) {
5401                 struct saved_alias *al = alias_list;
5402
5403                 alias_list = alias_list->next;
5404                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5405                 if (err)
5406                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5407                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5408                 kfree(al);
5409         }
5410
5411         up_write(&slub_lock);
5412         resiliency_test();
5413         return 0;
5414 }
5415
5416 __initcall(slab_sysfs_init);
5417 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5418
5419 /*
5420  * The /proc/slabinfo ABI
5421  */
5422 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5423 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5424 {
5425         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5426         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5427                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5428         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5429         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5430         seq_putc(m, '\n');
5431 }
5432
5433 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5434 {
5435         loff_t n = *pos;
5436
5437         down_read(&slub_lock);
5438         if (!n)
5439                 print_slabinfo_header(m);
5440
5441         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5442 }
5443
5444 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5445 {
5446         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5447 }
5448
5449 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5450 {
5451         up_read(&slub_lock);
5452 }
5453
5454 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5455 {
5456         unsigned long nr_partials = 0;
5457         unsigned long nr_slabs = 0;
5458         unsigned long nr_inuse = 0;
5459         unsigned long nr_objs = 0;
5460         unsigned long nr_free = 0;
5461         struct kmem_cache *s;
5462         int node;
5463
5464         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5465
5466         for_each_online_node(node) {
5467                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5468
5469                 if (!n)
5470                         continue;
5471
5472                 nr_partials += n->nr_partial;
5473                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5474                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5475                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5476         }
5477
5478         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5479
5480         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5481                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5482                    (1 << oo_order(s->oo)));
5483         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5484         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5485                    0UL);
5486         seq_putc(m, '\n');
5487         return 0;
5488 }
5489
5490 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5491         .start = s_start,
5492         .next = s_next,
5493         .stop = s_stop,
5494         .show = s_show,
5495 };
5496
5497 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5498 {
5499         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5500 }
5501
5502 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5503         .open           = slabinfo_open,
5504         .read           = seq_read,
5505         .llseek         = seq_lseek,
5506         .release        = seq_release,
5507 };
5508
5509 static int __init slab_proc_init(void)
5510 {
5511         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5512         return 0;
5513 }
5514 module_init(slab_proc_init);
5515 #endif /* CONFIG_SLABINFO */