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