c3f05e1599c09701fc2ee82a43481feb3d637ce9
[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)))
2285                 goto load_freelist;
2286
2287         /* Only entered in the debug case */
2288         if (!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                                         !pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2342                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2343
2344         else {
2345                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2346
2347                 /*
2348                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2349                  * operation and if we are on the right processor.
2350                  *
2351                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2352                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2353                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2354                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2355                  *
2356                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2357                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2358                  */
2359                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2360                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2361                                 object, tid,
2362                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2363
2364                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2365                         goto redo;
2366                 }
2367                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2368                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2369         }
2370
2371         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2372                 memset(object, 0, s->object_size);
2373
2374         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2375
2376         return object;
2377 }
2378
2379 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2380 {
2381         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2382
2383         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2384
2385         return ret;
2386 }
2387 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2388
2389 #ifdef CONFIG_TRACING
2390 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2391 {
2392         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2393         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2394         return ret;
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2397
2398 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2399 {
2400         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2401         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2402         return ret;
2403 }
2404 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2405 #endif
2406
2407 #ifdef CONFIG_NUMA
2408 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2409 {
2410         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2411
2412         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2413                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2414
2415         return ret;
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2418
2419 #ifdef CONFIG_TRACING
2420 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2421                                     gfp_t gfpflags,
2422                                     int node, size_t size)
2423 {
2424         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2425
2426         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2427                            size, s->size, gfpflags, node);
2428         return ret;
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2431 #endif
2432 #endif
2433
2434 /*
2435  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2436  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2437  *
2438  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2439  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2440  * handling required then we can return immediately.
2441  */
2442 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2443                         void *x, unsigned long addr)
2444 {
2445         void *prior;
2446         void **object = (void *)x;
2447         int was_frozen;
2448         int inuse;
2449         struct page new;
2450         unsigned long counters;
2451         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2452         unsigned long uninitialized_var(flags);
2453
2454         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2455
2456         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2457                 return;
2458
2459         do {
2460                 prior = page->freelist;
2461                 counters = page->counters;
2462                 set_freepointer(s, object, prior);
2463                 new.counters = counters;
2464                 was_frozen = new.frozen;
2465                 new.inuse--;
2466                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2467
2468                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2469
2470                                 /*
2471                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2472                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2473                                  */
2474                                 new.frozen = 1;
2475
2476                         else { /* Needs to be taken off a list */
2477
2478                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2479                                 /*
2480                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2481                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2482                                  * drop the list_lock without any processing.
2483                                  *
2484                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2485                                  * other processors updating the list of slabs.
2486                                  */
2487                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2488
2489                         }
2490                 }
2491                 inuse = new.inuse;
2492
2493         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2494                 prior, counters,
2495                 object, new.counters,
2496                 "__slab_free"));
2497
2498         if (likely(!n)) {
2499
2500                 /*
2501                  * If we just froze the page then put it onto the
2502                  * per cpu partial list.
2503                  */
2504                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2505                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2506                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2507                 }
2508                 /*
2509                  * The list lock was not taken therefore no list
2510                  * activity can be necessary.
2511                  */
2512                 if (was_frozen)
2513                         stat(s, FREE_FROZEN);
2514                 return;
2515         }
2516
2517         /*
2518          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2519          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2520          */
2521         if (was_frozen)
2522                 stat(s, FREE_FROZEN);
2523         else {
2524                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2525                         goto slab_empty;
2526
2527                 /*
2528                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2529                  * then add it.
2530                  */
2531                 if (unlikely(!prior)) {
2532                         remove_full(s, page);
2533                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2534                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2535                 }
2536         }
2537         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2538         return;
2539
2540 slab_empty:
2541         if (prior) {
2542                 /*
2543                  * Slab on the partial list.
2544                  */
2545                 remove_partial(n, page);
2546                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2547         } else
2548                 /* Slab must be on the full list */
2549                 remove_full(s, page);
2550
2551         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2552         stat(s, FREE_SLAB);
2553         discard_slab(s, page);
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2558  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2559  *
2560  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2561  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2562  * the item before.
2563  *
2564  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2565  * with all sorts of special processing.
2566  */
2567 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2568                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2569 {
2570         void **object = (void *)x;
2571         struct kmem_cache_cpu *c;
2572         unsigned long tid;
2573
2574         slab_free_hook(s, x);
2575
2576 redo:
2577         /*
2578          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2579          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2580          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2581          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2582          */
2583         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2584
2585         tid = c->tid;
2586         barrier();
2587
2588         if (likely(page == c->page)) {
2589                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2590
2591                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2592                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2593                                 c->freelist, tid,
2594                                 object, next_tid(tid)))) {
2595
2596                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2597                         goto redo;
2598                 }
2599                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2600         } else
2601                 __slab_free(s, page, x, addr);
2602
2603 }
2604
2605 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2606 {
2607         struct page *page;
2608
2609         page = virt_to_head_page(x);
2610
2611         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2612
2613         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2616
2617 /*
2618  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2619  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2620  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2621  * another.
2622  *
2623  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2624  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2625  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2626  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2627  * locking overhead.
2628  */
2629
2630 /*
2631  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2632  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2633  * and increases the number of allocations possible without having to
2634  * take the list_lock.
2635  */
2636 static int slub_min_order;
2637 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2638 static int slub_min_objects;
2639
2640 /*
2641  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2642  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2643  */
2644 static int slub_nomerge;
2645
2646 /*
2647  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2648  *
2649  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2650  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2651  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2652  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2653  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2654  * would be wasted.
2655  *
2656  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2657  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2658  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2659  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2660  *
2661  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2662  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2663  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2664  * of space in favor of a small page order.
2665  *
2666  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2667  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2668  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2669  * the smallest order which will fit the object.
2670  */
2671 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2672                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2673 {
2674         int order;
2675         int rem;
2676         int min_order = slub_min_order;
2677
2678         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2679                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2680
2681         for (order = max(min_order,
2682                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2683                         order <= max_order; order++) {
2684
2685                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2686
2687                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2688                         continue;
2689
2690                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2691
2692                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2693                         break;
2694
2695         }
2696
2697         return order;
2698 }
2699
2700 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2701 {
2702         int order;
2703         int min_objects;
2704         int fraction;
2705         int max_objects;
2706
2707         /*
2708          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2709          * works by first attempting to generate a layout with
2710          * the best configuration and backing off gradually.
2711          *
2712          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2713          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2714          */
2715         min_objects = slub_min_objects;
2716         if (!min_objects)
2717                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2718         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2719         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2720
2721         while (min_objects > 1) {
2722                 fraction = 16;
2723                 while (fraction >= 4) {
2724                         order = slab_order(size, min_objects,
2725                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2726                         if (order <= slub_max_order)
2727                                 return order;
2728                         fraction /= 2;
2729                 }
2730                 min_objects--;
2731         }
2732
2733         /*
2734          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2735          * lets see if we can place a single object there.
2736          */
2737         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2738         if (order <= slub_max_order)
2739                 return order;
2740
2741         /*
2742          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2743          */
2744         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2745         if (order < MAX_ORDER)
2746                 return order;
2747         return -ENOSYS;
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2752  */
2753 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2754                 unsigned long align, unsigned long size)
2755 {
2756         /*
2757          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2758          * suggestion if the object is sufficiently large.
2759          *
2760          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2761          * alignment though. If that is greater then use it.
2762          */
2763         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2764                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2765                 while (size <= ralign / 2)
2766                         ralign /= 2;
2767                 align = max(align, ralign);
2768         }
2769
2770         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2771                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2772
2773         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2774 }
2775
2776 static void
2777 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2778 {
2779         n->nr_partial = 0;
2780         spin_lock_init(&n->list_lock);
2781         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2782 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2783         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2784         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2785         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2786 #endif
2787 }
2788
2789 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2790 {
2791         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2792                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2793
2794         /*
2795          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2796          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2797          */
2798         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2799                                      2 * sizeof(void *));
2800
2801         if (!s->cpu_slab)
2802                 return 0;
2803
2804         init_kmem_cache_cpus(s);
2805
2806         return 1;
2807 }
2808
2809 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2810
2811 /*
2812  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2813  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2814  * possible.
2815  *
2816  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2817  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2818  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2819  */
2820 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2821 {
2822         struct page *page;
2823         struct kmem_cache_node *n;
2824
2825         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2826
2827         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2828
2829         BUG_ON(!page);
2830         if (page_to_nid(page) != node) {
2831                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2832                                 "node %d\n", node);
2833                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2834                                 "in order to be able to continue\n");
2835         }
2836
2837         n = page->freelist;
2838         BUG_ON(!n);
2839         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2840         page->inuse = 1;
2841         page->frozen = 0;
2842         kmem_cache_node->node[node] = n;
2843 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2844         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2845         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2846 #endif
2847         init_kmem_cache_node(n);
2848         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2849
2850         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2851 }
2852
2853 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2854 {
2855         int node;
2856
2857         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2858                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2859
2860                 if (n)
2861                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2862
2863                 s->node[node] = NULL;
2864         }
2865 }
2866
2867 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2868 {
2869         int node;
2870
2871         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2872                 struct kmem_cache_node *n;
2873
2874                 if (slab_state == DOWN) {
2875                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2876                         continue;
2877                 }
2878                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2879                                                 GFP_KERNEL, node);
2880
2881                 if (!n) {
2882                         free_kmem_cache_nodes(s);
2883                         return 0;
2884                 }
2885
2886                 s->node[node] = n;
2887                 init_kmem_cache_node(n);
2888         }
2889         return 1;
2890 }
2891
2892 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2893 {
2894         if (min < MIN_PARTIAL)
2895                 min = MIN_PARTIAL;
2896         else if (min > MAX_PARTIAL)
2897                 min = MAX_PARTIAL;
2898         s->min_partial = min;
2899 }
2900
2901 /*
2902  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2903  * a slab object.
2904  */
2905 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2906 {
2907         unsigned long flags = s->flags;
2908         unsigned long size = s->object_size;
2909         unsigned long align = s->align;
2910         int order;
2911
2912         /*
2913          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2914          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2915          * the possible location of the free pointer.
2916          */
2917         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2918
2919 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2920         /*
2921          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2922          * the slab may touch the object after free or before allocation
2923          * then we should never poison the object itself.
2924          */
2925         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2926                         !s->ctor)
2927                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2928         else
2929                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2930
2931
2932         /*
2933          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2934          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2935          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2936          */
2937         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2938                 size += sizeof(void *);
2939 #endif
2940
2941         /*
2942          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2943          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2944          */
2945         s->inuse = size;
2946
2947         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2948                 s->ctor)) {
2949                 /*
2950                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2951                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2952                  * kmem_cache_free.
2953                  *
2954                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2955                  * destructor or are poisoning the objects.
2956                  */
2957                 s->offset = size;
2958                 size += sizeof(void *);
2959         }
2960
2961 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2962         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2963                 /*
2964                  * Need to store information about allocs and frees after
2965                  * the object.
2966                  */
2967                 size += 2 * sizeof(struct track);
2968
2969         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2970                 /*
2971                  * Add some empty padding so that we can catch
2972                  * overwrites from earlier objects rather than let
2973                  * tracking information or the free pointer be
2974                  * corrupted if a user writes before the start
2975                  * of the object.
2976                  */
2977                 size += sizeof(void *);
2978 #endif
2979
2980         /*
2981          * Determine the alignment based on various parameters that the
2982          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2983          * on bootup.
2984          */
2985         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2986         s->align = align;
2987
2988         /*
2989          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2990          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2991          * each object to conform to the alignment.
2992          */
2993         size = ALIGN(size, align);
2994         s->size = size;
2995         if (forced_order >= 0)
2996                 order = forced_order;
2997         else
2998                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2999
3000         if (order < 0)
3001                 return 0;
3002
3003         s->allocflags = 0;
3004         if (order)
3005                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3006
3007         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3008                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3009
3010         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3011                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3012
3013         /*
3014          * Determine the number of objects per slab
3015          */
3016         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3017         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3018         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3019                 s->max = s->oo;
3020
3021         return !!oo_objects(s->oo);
3022
3023 }
3024
3025 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3026                 const char *name, size_t size,
3027                 size_t align, unsigned long flags,
3028                 void (*ctor)(void *))
3029 {
3030         memset(s, 0, kmem_size);
3031         s->name = name;
3032         s->ctor = ctor;
3033         s->object_size = size;
3034         s->align = align;
3035         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3036         s->reserved = 0;
3037
3038         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3039                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3040
3041         if (!calculate_sizes(s, -1))
3042                 goto error;
3043         if (disable_higher_order_debug) {
3044                 /*
3045                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3046                  * order increased.
3047                  */
3048                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3049                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3050                         s->offset = 0;
3051                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3052                                 goto error;
3053                 }
3054         }
3055
3056 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3057     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3058         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3059                 /* Enable fast mode */
3060                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3061 #endif
3062
3063         /*
3064          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3065          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3066          */
3067         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3068
3069         /*
3070          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3071          * per cpu partial lists of a processor.
3072          *
3073          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3074          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3075          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3076          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3077          *
3078          * This setting also determines
3079          *
3080          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3081          *    per node list when we reach the limit.
3082          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3083          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3084          *    to keep some capacity around for frees.
3085          */
3086         if (kmem_cache_debug(s))
3087                 s->cpu_partial = 0;
3088         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3089                 s->cpu_partial = 2;
3090         else if (s->size >= 1024)
3091                 s->cpu_partial = 6;
3092         else if (s->size >= 256)
3093                 s->cpu_partial = 13;
3094         else
3095                 s->cpu_partial = 30;
3096
3097         s->refcount = 1;
3098 #ifdef CONFIG_NUMA
3099         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3100 #endif
3101         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3102                 goto error;
3103
3104         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3105                 return 1;
3106
3107         free_kmem_cache_nodes(s);
3108 error:
3109         if (flags & SLAB_PANIC)
3110                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3111                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3112                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3113                         s->offset, flags);
3114         return 0;
3115 }
3116
3117 /*
3118  * Determine the size of a slab object
3119  */
3120 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3121 {
3122         return s->object_size;
3123 }
3124 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3125
3126 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3127                                                         const char *text)
3128 {
3129 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3130         void *addr = page_address(page);
3131         void *p;
3132         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3133                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3134         if (!map)
3135                 return;
3136         slab_err(s, page, "%s", text);
3137         slab_lock(page);
3138
3139         get_map(s, page, map);
3140         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3141
3142                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3143                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3144                                                         p, p - addr);
3145                         print_tracking(s, p);
3146                 }
3147         }
3148         slab_unlock(page);
3149         kfree(map);
3150 #endif
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3155  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3156  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3157  */
3158 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3159 {
3160         struct page *page, *h;
3161
3162         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3163                 if (!page->inuse) {
3164                         remove_partial(n, page);
3165                         discard_slab(s, page);
3166                 } else {
3167                         list_slab_objects(s, page,
3168                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3169                 }
3170         }
3171 }
3172
3173 /*
3174  * Release all resources used by a slab cache.
3175  */
3176 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3177 {
3178         int node;
3179
3180         flush_all(s);
3181         free_percpu(s->cpu_slab);
3182         /* Attempt to free all objects */
3183         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3184                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3185
3186                 free_partial(s, n);
3187                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3188                         return 1;
3189         }
3190         free_kmem_cache_nodes(s);
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 /*
3195  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3196  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3197  */
3198 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3199 {
3200         mutex_lock(&slab_mutex);
3201         s->refcount--;
3202         if (!s->refcount) {
3203                 list_del(&s->list);
3204                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3205                 if (kmem_cache_close(s)) {
3206                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3207                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3208                         dump_stack();
3209                 }
3210                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3211                         rcu_barrier();
3212                 sysfs_slab_remove(s);
3213         } else
3214                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3215 }
3216 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3217
3218 /********************************************************************
3219  *              Kmalloc subsystem
3220  *******************************************************************/
3221
3222 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3223 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3224
3225 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3226
3227 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3228 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3229 #endif
3230
3231 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3232 {
3233         get_option(&str, &slub_min_order);
3234
3235         return 1;
3236 }
3237
3238 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3239
3240 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3241 {
3242         get_option(&str, &slub_max_order);
3243         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3244
3245         return 1;
3246 }
3247
3248 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3249
3250 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3251 {
3252         get_option(&str, &slub_min_objects);
3253
3254         return 1;
3255 }
3256
3257 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3258
3259 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3260 {
3261         slub_nomerge = 1;
3262         return 1;
3263 }
3264
3265 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3266
3267 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3268                                                 int size, unsigned int flags)
3269 {
3270         struct kmem_cache *s;
3271
3272         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3273
3274         /*
3275          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3276          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3277          */
3278         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3279                                                                 flags, NULL))
3280                 goto panic;
3281
3282         list_add(&s->list, &slab_caches);
3283         return s;
3284
3285 panic:
3286         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3287         return NULL;
3288 }
3289
3290 /*
3291  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3292  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3293  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3294  * fls.
3295  */
3296 static s8 size_index[24] = {
3297         3,      /* 8 */
3298         4,      /* 16 */
3299         5,      /* 24 */
3300         5,      /* 32 */
3301         6,      /* 40 */
3302         6,      /* 48 */
3303         6,      /* 56 */
3304         6,      /* 64 */
3305         1,      /* 72 */
3306         1,      /* 80 */
3307         1,      /* 88 */
3308         1,      /* 96 */
3309         7,      /* 104 */
3310         7,      /* 112 */
3311         7,      /* 120 */
3312         7,      /* 128 */
3313         2,      /* 136 */
3314         2,      /* 144 */
3315         2,      /* 152 */
3316         2,      /* 160 */
3317         2,      /* 168 */
3318         2,      /* 176 */
3319         2,      /* 184 */
3320         2       /* 192 */
3321 };
3322
3323 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3324 {
3325         return (bytes - 1) / 8;
3326 }
3327
3328 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3329 {
3330         int index;
3331
3332         if (size <= 192) {
3333                 if (!size)
3334                         return ZERO_SIZE_PTR;
3335
3336                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3337         } else
3338                 index = fls(size - 1);
3339
3340 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3341         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3342                 return kmalloc_dma_caches[index];
3343
3344 #endif
3345         return kmalloc_caches[index];
3346 }
3347
3348 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3349 {
3350         struct kmem_cache *s;
3351         void *ret;
3352
3353         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3354                 return kmalloc_large(size, flags);
3355
3356         s = get_slab(size, flags);
3357
3358         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3359                 return s;
3360
3361         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3362
3363         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3364
3365         return ret;
3366 }
3367 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3368
3369 #ifdef CONFIG_NUMA
3370 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3371 {
3372         struct page *page;
3373         void *ptr = NULL;
3374
3375         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3376         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3377         if (page)
3378                 ptr = page_address(page);
3379
3380         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3381         return ptr;
3382 }
3383
3384 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3385 {
3386         struct kmem_cache *s;
3387         void *ret;
3388
3389         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3390                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3391
3392                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3393                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3394                                    flags, node);
3395
3396                 return ret;
3397         }
3398
3399         s = get_slab(size, flags);
3400
3401         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3402                 return s;
3403
3404         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3405
3406         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3407
3408         return ret;
3409 }
3410 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3411 #endif
3412
3413 size_t ksize(const void *object)
3414 {
3415         struct page *page;
3416
3417         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3418                 return 0;
3419
3420         page = virt_to_head_page(object);
3421
3422         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3423                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3424                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3425         }
3426
3427         return slab_ksize(page->slab);
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3430
3431 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3432 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3433 {
3434         struct page *page;
3435         void *object = (void *)x;
3436         unsigned long flags;
3437         bool rv;
3438
3439         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3440                 return false;
3441
3442         local_irq_save(flags);
3443
3444         page = virt_to_head_page(x);
3445         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3446                 /* maybe it was from stack? */
3447                 rv = true;
3448                 goto out_unlock;
3449         }
3450
3451         slab_lock(page);
3452         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3453                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3454                 rv = false;
3455         } else {
3456                 rv = true;
3457         }
3458         slab_unlock(page);
3459
3460 out_unlock:
3461         local_irq_restore(flags);
3462         return rv;
3463 }
3464 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3465 #endif
3466
3467 void kfree(const void *x)
3468 {
3469         struct page *page;
3470         void *object = (void *)x;
3471
3472         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3473
3474         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3475                 return;
3476
3477         page = virt_to_head_page(x);
3478         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3479                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3480                 kmemleak_free(x);
3481                 put_page(page);
3482                 return;
3483         }
3484         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3487
3488 /*
3489  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3490  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3491  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3492  * and thus they can be removed from the partial lists.
3493  *
3494  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3495  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3496  * are freed in them.
3497  */
3498 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3499 {
3500         int node;
3501         int i;
3502         struct kmem_cache_node *n;
3503         struct page *page;
3504         struct page *t;
3505         int objects = oo_objects(s->max);
3506         struct list_head *slabs_by_inuse =
3507                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3508         unsigned long flags;
3509
3510         if (!slabs_by_inuse)
3511                 return -ENOMEM;
3512
3513         flush_all(s);
3514         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3515                 n = get_node(s, node);
3516
3517                 if (!n->nr_partial)
3518                         continue;
3519
3520                 for (i = 0; i < objects; i++)
3521                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3522
3523                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3524
3525                 /*
3526                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3527                  *
3528                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3529                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3530                  */
3531                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3532                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3533                         if (!page->inuse)
3534                                 n->nr_partial--;
3535                 }
3536
3537                 /*
3538                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3539                  * first and the least used slabs at the end.
3540                  */
3541                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3542                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3543
3544                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3545
3546                 /* Release empty slabs */
3547                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3548                         discard_slab(s, page);
3549         }
3550
3551         kfree(slabs_by_inuse);
3552         return 0;
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3555
3556 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3557 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3558 {
3559         struct kmem_cache *s;
3560
3561         mutex_lock(&slab_mutex);
3562         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3563                 kmem_cache_shrink(s);
3564         mutex_unlock(&slab_mutex);
3565
3566         return 0;
3567 }
3568
3569 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3570 {
3571         struct kmem_cache_node *n;
3572         struct kmem_cache *s;
3573         struct memory_notify *marg = arg;
3574         int offline_node;
3575
3576         offline_node = marg->status_change_nid;
3577
3578         /*
3579          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3580          * for it yet.
3581          */
3582         if (offline_node < 0)
3583                 return;
3584
3585         mutex_lock(&slab_mutex);
3586         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3587                 n = get_node(s, offline_node);
3588                 if (n) {
3589                         /*
3590                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3591                          * that is going down. We were unable to free them,
3592                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3593                          * callback. So, we must fail.
3594                          */
3595                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3596
3597                         s->node[offline_node] = NULL;
3598                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3599                 }
3600         }
3601         mutex_unlock(&slab_mutex);
3602 }
3603
3604 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3605 {
3606         struct kmem_cache_node *n;
3607         struct kmem_cache *s;
3608         struct memory_notify *marg = arg;
3609         int nid = marg->status_change_nid;
3610         int ret = 0;
3611
3612         /*
3613          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3614          * already created. Nothing to do.
3615          */
3616         if (nid < 0)
3617                 return 0;
3618
3619         /*
3620          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3621          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3622          * online.
3623          */
3624         mutex_lock(&slab_mutex);
3625         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3626                 /*
3627                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3628                  *      since memory is not yet available from the node that
3629                  *      is brought up.
3630                  */
3631                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3632                 if (!n) {
3633                         ret = -ENOMEM;
3634                         goto out;
3635                 }
3636                 init_kmem_cache_node(n);
3637                 s->node[nid] = n;
3638         }
3639 out:
3640         mutex_unlock(&slab_mutex);
3641         return ret;
3642 }
3643
3644 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3645                                 unsigned long action, void *arg)
3646 {
3647         int ret = 0;
3648
3649         switch (action) {
3650         case MEM_GOING_ONLINE:
3651                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3652                 break;
3653         case MEM_GOING_OFFLINE:
3654                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3655                 break;
3656         case MEM_OFFLINE:
3657         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3658                 slab_mem_offline_callback(arg);
3659                 break;
3660         case MEM_ONLINE:
3661         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3662                 break;
3663         }
3664         if (ret)
3665                 ret = notifier_from_errno(ret);
3666         else
3667                 ret = NOTIFY_OK;
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3672
3673 /********************************************************************
3674  *                      Basic setup of slabs
3675  *******************************************************************/
3676
3677 /*
3678  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3679  * the page allocator
3680  */
3681
3682 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3683 {
3684         int node;
3685
3686         list_add(&s->list, &slab_caches);
3687         s->refcount = -1;
3688
3689         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3690                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3691                 struct page *p;
3692
3693                 if (n) {
3694                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3695                                 p->slab = s;
3696
3697 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3698                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3699                                 p->slab = s;
3700 #endif
3701                 }
3702         }
3703 }
3704
3705 void __init kmem_cache_init(void)
3706 {
3707         int i;
3708         int caches = 0;
3709         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3710         int order;
3711         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3712         unsigned long kmalloc_size;
3713
3714         if (debug_guardpage_minorder())
3715                 slub_max_order = 0;
3716
3717         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3718                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3719
3720         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3721         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3722         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3723         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3724
3725         /*
3726          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3727          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3728          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3729          */
3730         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3731
3732         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3733                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3734                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3735
3736         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3737
3738         /* Able to allocate the per node structures */
3739         slab_state = PARTIAL;
3740
3741         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3742         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3743                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3744         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3745         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3746
3747         /*
3748          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3749          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3750          * update any list pointers.
3751          */
3752         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3753
3754         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3755         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3756
3757         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3758
3759         caches++;
3760         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3761         caches++;
3762         /* Free temporary boot structure */
3763         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3764
3765         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3766
3767         /*
3768          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3769          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3770          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3771          *
3772          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3773          * handle the index determination for the smaller caches.
3774          *
3775          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3776          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3777          */
3778         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3779                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3780
3781         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3782                 int elem = size_index_elem(i);
3783                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3784                         break;
3785                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3786         }
3787
3788         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3789                 /*
3790                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3791                  * is 64 byte.
3792                  */
3793                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3794                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3795         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3796                 /*
3797                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3798                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3799                  * instead.
3800                  */
3801                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3802                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3803         }
3804
3805         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3806         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3807                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3808                 caches++;
3809         }
3810
3811         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3812                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3813                 caches++;
3814         }
3815
3816         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3817                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3818                 caches++;
3819         }
3820
3821         slab_state = UP;
3822
3823         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3824         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3825                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3826                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3827         }
3828
3829         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3830                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3831                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3832         }
3833
3834         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3835                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3836
3837                 BUG_ON(!s);
3838                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3839         }
3840
3841 #ifdef CONFIG_SMP
3842         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3843 #endif
3844
3845 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3846         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3847                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3848
3849                 if (s && s->size) {
3850                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3851                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3852
3853                         BUG_ON(!name);
3854                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3855                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3856                 }
3857         }
3858 #endif
3859         printk(KERN_INFO
3860                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3861                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3862                 caches, cache_line_size(),
3863                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3864                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3865 }
3866
3867 void __init kmem_cache_init_late(void)
3868 {
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Find a mergeable slab cache
3873  */
3874 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3875 {
3876         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3877                 return 1;
3878
3879         if (s->ctor)
3880                 return 1;
3881
3882         /*
3883          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3884          */
3885         if (s->refcount < 0)
3886                 return 1;
3887
3888         return 0;
3889 }
3890
3891 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3892                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3893                 void (*ctor)(void *))
3894 {
3895         struct kmem_cache *s;
3896
3897         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3898                 return NULL;
3899
3900         if (ctor)
3901                 return NULL;
3902
3903         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3904         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3905         size = ALIGN(size, align);
3906         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3907
3908         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3909                 if (slab_unmergeable(s))
3910                         continue;
3911
3912                 if (size > s->size)
3913                         continue;
3914
3915                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3916                                 continue;
3917                 /*
3918                  * Check if alignment is compatible.
3919                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3920                  */
3921                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3922                         continue;
3923
3924                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3925                         continue;
3926
3927                 return s;
3928         }
3929         return NULL;
3930 }
3931
3932 struct kmem_cache *__kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3933                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3934 {
3935         struct kmem_cache *s;
3936         char *n;
3937
3938         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3939         if (s) {
3940                 s->refcount++;
3941                 /*
3942                  * Adjust the object sizes so that we clear
3943                  * the complete object on kzalloc.
3944                  */
3945                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3946                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3947
3948                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3949                         s->refcount--;
3950                         return NULL;
3951                 }
3952                 return s;
3953         }
3954
3955         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3956         if (!n)
3957                 return NULL;
3958
3959         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3960         if (s) {
3961                 if (kmem_cache_open(s, n,
3962                                 size, align, flags, ctor)) {
3963                         int r;
3964
3965                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3966                         mutex_unlock(&slab_mutex);
3967                         r = sysfs_slab_add(s);
3968                         mutex_lock(&slab_mutex);
3969
3970                         if (!r)
3971                                 return s;
3972
3973                         list_del(&s->list);
3974                         kmem_cache_close(s);
3975                 }
3976                 kfree(s);
3977         }
3978         kfree(n);
3979         return NULL;
3980 }
3981
3982 #ifdef CONFIG_SMP
3983 /*
3984  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3985  * necessary.
3986  */
3987 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3988                 unsigned long action, void *hcpu)
3989 {
3990         long cpu = (long)hcpu;
3991         struct kmem_cache *s;
3992         unsigned long flags;
3993
3994         switch (action) {
3995         case CPU_UP_CANCELED:
3996         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3997         case CPU_DEAD:
3998         case CPU_DEAD_FROZEN:
3999                 mutex_lock(&slab_mutex);
4000                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4001                         local_irq_save(flags);
4002                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4003                         local_irq_restore(flags);
4004                 }
4005                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4006                 break;
4007         default:
4008                 break;
4009         }
4010         return NOTIFY_OK;
4011 }
4012
4013 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4014         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4015 };
4016
4017 #endif
4018
4019 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4020 {
4021         struct kmem_cache *s;
4022         void *ret;
4023
4024         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4025                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4026
4027         s = get_slab(size, gfpflags);
4028
4029         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4030                 return s;
4031
4032         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4033
4034         /* Honor the call site pointer we received. */
4035         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4036
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 #ifdef CONFIG_NUMA
4041 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4042                                         int node, unsigned long caller)
4043 {
4044         struct kmem_cache *s;
4045         void *ret;
4046
4047         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4048                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4049
4050                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4051                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4052                                    gfpflags, node);
4053
4054                 return ret;
4055         }
4056
4057         s = get_slab(size, gfpflags);
4058
4059         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4060                 return s;
4061
4062         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4063
4064         /* Honor the call site pointer we received. */
4065         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4066
4067         return ret;
4068 }
4069 #endif
4070
4071 #ifdef CONFIG_SYSFS
4072 static int count_inuse(struct page *page)
4073 {
4074         return page->inuse;
4075 }
4076
4077 static int count_total(struct page *page)
4078 {
4079         return page->objects;
4080 }
4081 #endif
4082
4083 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4084 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4085                                                 unsigned long *map)
4086 {
4087         void *p;
4088         void *addr = page_address(page);
4089
4090         if (!check_slab(s, page) ||
4091                         !on_freelist(s, page, NULL))
4092                 return 0;
4093
4094         /* Now we know that a valid freelist exists */
4095         bitmap_zero(map, page->objects);
4096
4097         get_map(s, page, map);
4098         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4099                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4100                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4101                                 return 0;
4102         }
4103
4104         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4105                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4106                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4107                                 return 0;
4108         return 1;
4109 }
4110
4111 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4112                                                 unsigned long *map)
4113 {
4114         slab_lock(page);
4115         validate_slab(s, page, map);
4116         slab_unlock(page);
4117 }
4118
4119 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4120                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4121 {
4122         unsigned long count = 0;
4123         struct page *page;
4124         unsigned long flags;
4125
4126         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4127
4128         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4129                 validate_slab_slab(s, page, map);
4130                 count++;
4131         }
4132         if (count != n->nr_partial)
4133                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4134                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4135
4136         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4137                 goto out;
4138
4139         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4140                 validate_slab_slab(s, page, map);
4141                 count++;
4142         }
4143         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4144                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4145                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4146                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4147
4148 out:
4149         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4150         return count;
4151 }
4152
4153 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4154 {
4155         int node;
4156         unsigned long count = 0;
4157         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4158                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4159
4160         if (!map)
4161                 return -ENOMEM;
4162
4163         flush_all(s);
4164         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4165                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4166
4167                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4168         }
4169         kfree(map);
4170         return count;
4171 }
4172 /*
4173  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4174  * and freed.
4175  */
4176
4177 struct location {
4178         unsigned long count;
4179         unsigned long addr;
4180         long long sum_time;
4181         long min_time;
4182         long max_time;
4183         long min_pid;
4184         long max_pid;
4185         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4186         nodemask_t nodes;
4187 };
4188
4189 struct loc_track {
4190         unsigned long max;
4191         unsigned long count;
4192         struct location *loc;
4193 };
4194
4195 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4196 {
4197         if (t->max)
4198                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4199                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4200 }
4201
4202 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4203 {
4204         struct location *l;
4205         int order;
4206
4207         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4208
4209         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4210         if (!l)
4211                 return 0;
4212
4213         if (t->count) {
4214                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4215                 free_loc_track(t);
4216         }
4217         t->max = max;
4218         t->loc = l;
4219         return 1;
4220 }
4221
4222 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4223                                 const struct track *track)
4224 {
4225         long start, end, pos;
4226         struct location *l;
4227         unsigned long caddr;
4228         unsigned long age = jiffies - track->when;
4229
4230         start = -1;
4231         end = t->count;
4232
4233         for ( ; ; ) {
4234                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4235
4236                 /*
4237                  * There is nothing at "end". If we end up there
4238                  * we need to add something to before end.
4239                  */
4240                 if (pos == end)
4241                         break;
4242
4243                 caddr = t->loc[pos].addr;
4244                 if (track->addr == caddr) {
4245
4246                         l = &t->loc[pos];
4247                         l->count++;
4248                         if (track->when) {
4249                                 l->sum_time += age;
4250                                 if (age < l->min_time)
4251                                         l->min_time = age;
4252                                 if (age > l->max_time)
4253                                         l->max_time = age;
4254
4255                                 if (track->pid < l->min_pid)
4256                                         l->min_pid = track->pid;
4257                                 if (track->pid > l->max_pid)
4258                                         l->max_pid = track->pid;
4259
4260                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4261                                                 to_cpumask(l->cpus));
4262                         }
4263                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4264                         return 1;
4265                 }
4266
4267                 if (track->addr < caddr)
4268                         end = pos;
4269                 else
4270                         start = pos;
4271         }
4272
4273         /*
4274          * Not found. Insert new tracking element.
4275          */
4276         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4277                 return 0;
4278
4279         l = t->loc + pos;
4280         if (pos < t->count)
4281                 memmove(l + 1, l,
4282                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4283         t->count++;
4284         l->count = 1;
4285         l->addr = track->addr;
4286         l->sum_time = age;
4287         l->min_time = age;
4288         l->max_time = age;
4289         l->min_pid = track->pid;
4290         l->max_pid = track->pid;
4291         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4292         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4293         nodes_clear(l->nodes);
4294         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4295         return 1;
4296 }
4297
4298 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4299                 struct page *page, enum track_item alloc,
4300                 unsigned long *map)
4301 {
4302         void *addr = page_address(page);
4303         void *p;
4304
4305         bitmap_zero(map, page->objects);
4306         get_map(s, page, map);
4307
4308         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4309                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4310                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4311 }
4312
4313 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4314                                         enum track_item alloc)
4315 {
4316         int len = 0;
4317         unsigned long i;
4318         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4319         int node;
4320         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4321                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4322
4323         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4324                                      GFP_TEMPORARY)) {
4325                 kfree(map);
4326                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4327         }
4328         /* Push back cpu slabs */
4329         flush_all(s);
4330
4331         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4332                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4333                 unsigned long flags;
4334                 struct page *page;
4335
4336                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4337                         continue;
4338
4339                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4340                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4341                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4342                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4343                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4344                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4345         }
4346
4347         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4348                 struct location *l = &t.loc[i];
4349
4350                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4351                         break;
4352                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4353
4354                 if (l->addr)
4355                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4356                 else
4357                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4358
4359                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4360                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4361                                 l->min_time,
4362                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4363                                 l->max_time);
4364                 } else
4365                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4366                                 l->min_time);
4367
4368                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4369                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4370                                 l->min_pid, l->max_pid);
4371                 else
4372                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4373                                 l->min_pid);
4374
4375                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4376                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4377                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4378                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4379                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4380                                                  to_cpumask(l->cpus));
4381                 }
4382
4383                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4384                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4385                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4386                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4387                                         l->nodes);
4388                 }
4389
4390                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4391         }
4392
4393         free_loc_track(&t);
4394         kfree(map);
4395         if (!t.count)
4396                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4397         return len;
4398 }
4399 #endif
4400
4401 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4402 static void resiliency_test(void)
4403 {
4404         u8 *p;
4405
4406         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4407
4408         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4409         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4410         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4411
4412         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4413         p[16] = 0x12;
4414         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4415                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4416
4417         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4418
4419         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4420         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4421         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4422         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4423                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4424         printk(KERN_ERR
4425                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4426
4427         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4428         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4429         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4430         *p = 0x56;
4431         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4432                                                                         p);
4433         printk(KERN_ERR
4434                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4435         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4436
4437         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4438         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4439         kfree(p);
4440         *p = 0x78;
4441         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4442         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4443
4444         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4445         kfree(p);
4446         p[50] = 0x9a;
4447         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4448                         p);
4449         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4450
4451         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4452         kfree(p);
4453         p[512] = 0xab;
4454         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4455         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4456 }
4457 #else
4458 #ifdef CONFIG_SYSFS
4459 static void resiliency_test(void) {};
4460 #endif
4461 #endif
4462
4463 #ifdef CONFIG_SYSFS
4464 enum slab_stat_type {
4465         SL_ALL,                 /* All slabs */
4466         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4467         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4468         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4469         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4470 };
4471
4472 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4473 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4474 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4475 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4476 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4477
4478 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4479                             char *buf, unsigned long flags)
4480 {
4481         unsigned long total = 0;
4482         int node;
4483         int x;
4484         unsigned long *nodes;
4485         unsigned long *per_cpu;
4486
4487         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4488         if (!nodes)
4489                 return -ENOMEM;
4490         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4491
4492         if (flags & SO_CPU) {
4493                 int cpu;
4494
4495                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4496                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4497                         int node;
4498                         struct page *page;
4499
4500                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4501                         if (!page)
4502                                 continue;
4503
4504                         node = page_to_nid(page);
4505                         if (flags & SO_TOTAL)
4506                                 x = page->objects;
4507                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4508                                 x = page->inuse;
4509                         else
4510                                 x = 1;
4511
4512                         total += x;
4513                         nodes[node] += x;
4514
4515                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4516                         if (page) {
4517                                 x = page->pobjects;
4518                                 total += x;
4519                                 nodes[node] += x;
4520                         }
4521
4522                         per_cpu[node]++;
4523                 }
4524         }
4525
4526         lock_memory_hotplug();
4527 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4528         if (flags & SO_ALL) {
4529                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4530                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4531
4532                 if (flags & SO_TOTAL)
4533                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4534                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4535                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4536                                 count_partial(n, count_free);
4537
4538                         else
4539                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4540                         total += x;
4541                         nodes[node] += x;
4542                 }
4543
4544         } else
4545 #endif
4546         if (flags & SO_PARTIAL) {
4547                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4548                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4549
4550                         if (flags & SO_TOTAL)
4551                                 x = count_partial(n, count_total);
4552                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4553                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4554                         else
4555                                 x = n->nr_partial;
4556                         total += x;
4557                         nodes[node] += x;
4558                 }
4559         }
4560         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4561 #ifdef CONFIG_NUMA
4562         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4563                 if (nodes[node])
4564                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4565                                         node, nodes[node]);
4566 #endif
4567         unlock_memory_hotplug();
4568         kfree(nodes);
4569         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4570 }
4571
4572 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4573 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4574 {
4575         int node;
4576
4577         for_each_online_node(node) {
4578                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4579
4580                 if (!n)
4581                         continue;
4582
4583                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4584                         return 1;
4585         }
4586         return 0;
4587 }
4588 #endif
4589
4590 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4591 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4592
4593 struct slab_attribute {
4594         struct attribute attr;
4595         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4596         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4597 };
4598
4599 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4600         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4601         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4602
4603 #define SLAB_ATTR(_name) \
4604         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4605         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4606
4607 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4608 {
4609         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4610 }
4611 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4612
4613 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4614 {
4615         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4616 }
4617 SLAB_ATTR_RO(align);
4618
4619 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4620 {
4621         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4622 }
4623 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4624
4625 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4626 {
4627         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4628 }
4629 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4630
4631 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4632                                 const char *buf, size_t length)
4633 {
4634         unsigned long order;
4635         int err;
4636
4637         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4638         if (err)
4639                 return err;
4640
4641         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4642                 return -EINVAL;
4643
4644         calculate_sizes(s, order);
4645         return length;
4646 }
4647
4648 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4649 {
4650         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4651 }
4652 SLAB_ATTR(order);
4653
4654 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4655 {
4656         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4657 }
4658
4659 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4660                                  size_t length)
4661 {
4662         unsigned long min;
4663         int err;
4664
4665         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4666         if (err)
4667                 return err;
4668
4669         set_min_partial(s, min);
4670         return length;
4671 }
4672 SLAB_ATTR(min_partial);
4673
4674 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4675 {
4676         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4677 }
4678
4679 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4680                                  size_t length)
4681 {
4682         unsigned long objects;
4683         int err;
4684
4685         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4686         if (err)
4687                 return err;
4688         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4689                 return -EINVAL;
4690
4691         s->cpu_partial = objects;
4692         flush_all(s);
4693         return length;
4694 }
4695 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4696
4697 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4698 {
4699         if (!s->ctor)
4700                 return 0;
4701         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4702 }
4703 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4704
4705 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4706 {
4707         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4708 }
4709 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4710
4711 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4712 {
4713         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4714 }
4715 SLAB_ATTR_RO(partial);
4716
4717 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4718 {
4719         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4720 }
4721 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4722
4723 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4724 {
4725         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4726 }
4727 SLAB_ATTR_RO(objects);
4728
4729 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4730 {
4731         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4732 }
4733 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4734
4735 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4736 {
4737         int objects = 0;
4738         int pages = 0;
4739         int cpu;
4740         int len;
4741
4742         for_each_online_cpu(cpu) {
4743                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4744
4745                 if (page) {
4746                         pages += page->pages;
4747                         objects += page->pobjects;
4748                 }
4749         }
4750
4751         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4752
4753 #ifdef CONFIG_SMP
4754         for_each_online_cpu(cpu) {
4755                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4756
4757                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4758                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4759                                 page->pobjects, page->pages);
4760         }
4761 #endif
4762         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4763 }
4764 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4765
4766 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4767 {
4768         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4769 }
4770
4771 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4772                                 const char *buf, size_t length)
4773 {
4774         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4775         if (buf[0] == '1')
4776                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4777         return length;
4778 }
4779 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4780
4781 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4782 {
4783         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4784 }
4785 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4786
4787 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4788 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4789 {
4790         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4791 }
4792 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4793 #endif
4794
4795 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4796 {
4797         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4798 }
4799 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4800
4801 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4802 {
4803         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4804 }
4805 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4806
4807 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4808 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4809 {
4810         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4811 }
4812 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4813
4814 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4815 {
4816         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4817 }
4818 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4819
4820 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4821 {
4822         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4823 }
4824
4825 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4826                                 const char *buf, size_t length)
4827 {
4828         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4829         if (buf[0] == '1') {
4830                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4831                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4832         }
4833         return length;
4834 }
4835 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4836
4837 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4838 {
4839         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4840 }
4841
4842 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4843                                                         size_t length)
4844 {
4845         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4846         if (buf[0] == '1') {
4847                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4848                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4849         }
4850         return length;
4851 }
4852 SLAB_ATTR(trace);
4853
4854 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4855 {
4856         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4857 }
4858
4859 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4860                                 const char *buf, size_t length)
4861 {
4862         if (any_slab_objects(s))
4863                 return -EBUSY;
4864
4865         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4866         if (buf[0] == '1') {
4867                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4868                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4869         }
4870         calculate_sizes(s, -1);
4871         return length;
4872 }
4873 SLAB_ATTR(red_zone);
4874
4875 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4876 {
4877         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4878 }
4879
4880 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4881                                 const char *buf, size_t length)
4882 {
4883         if (any_slab_objects(s))
4884                 return -EBUSY;
4885
4886         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4887         if (buf[0] == '1') {
4888                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4889                 s->flags |= SLAB_POISON;
4890         }
4891         calculate_sizes(s, -1);
4892         return length;
4893 }
4894 SLAB_ATTR(poison);
4895
4896 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4897 {
4898         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4899 }
4900
4901 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4902                                 const char *buf, size_t length)
4903 {
4904         if (any_slab_objects(s))
4905                 return -EBUSY;
4906
4907         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4908         if (buf[0] == '1') {
4909                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4910                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4911         }
4912         calculate_sizes(s, -1);
4913         return length;
4914 }
4915 SLAB_ATTR(store_user);
4916
4917 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4918 {
4919         return 0;
4920 }
4921
4922 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4923                         const char *buf, size_t length)
4924 {
4925         int ret = -EINVAL;
4926
4927         if (buf[0] == '1') {
4928                 ret = validate_slab_cache(s);
4929                 if (ret >= 0)
4930                         ret = length;
4931         }
4932         return ret;
4933 }
4934 SLAB_ATTR(validate);
4935
4936 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4939                 return -ENOSYS;
4940         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4941 }
4942 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4943
4944 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4945 {
4946         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4947                 return -ENOSYS;
4948         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4949 }
4950 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4951 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4952
4953 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4954 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4955 {
4956         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4957 }
4958
4959 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4960                                                         size_t length)
4961 {
4962         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4963         if (buf[0] == '1')
4964                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4965         return length;
4966 }
4967 SLAB_ATTR(failslab);
4968 #endif
4969
4970 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4971 {
4972         return 0;
4973 }
4974
4975 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4976                         const char *buf, size_t length)
4977 {
4978         if (buf[0] == '1') {
4979                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4980
4981                 if (rc)
4982                         return rc;
4983         } else
4984                 return -EINVAL;
4985         return length;
4986 }
4987 SLAB_ATTR(shrink);
4988
4989 #ifdef CONFIG_NUMA
4990 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4991 {
4992         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4993 }
4994
4995 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4996                                 const char *buf, size_t length)
4997 {
4998         unsigned long ratio;
4999         int err;
5000
5001         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5002         if (err)
5003                 return err;
5004
5005         if (ratio <= 100)
5006                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5007
5008         return length;
5009 }
5010 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5011 #endif
5012
5013 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5014 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5015 {
5016         unsigned long sum  = 0;
5017         int cpu;
5018         int len;
5019         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5020
5021         if (!data)
5022                 return -ENOMEM;
5023
5024         for_each_online_cpu(cpu) {
5025                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5026
5027                 data[cpu] = x;
5028                 sum += x;
5029         }
5030
5031         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5032
5033 #ifdef CONFIG_SMP
5034         for_each_online_cpu(cpu) {
5035                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5036                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5037         }
5038 #endif
5039         kfree(data);
5040         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5041 }
5042
5043 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5044 {
5045         int cpu;
5046
5047         for_each_online_cpu(cpu)
5048                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5049 }
5050
5051 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5052 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5053 {                                                               \
5054         return show_stat(s, buf, si);                           \
5055 }                                                               \
5056 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5057                                 const char *buf, size_t length) \
5058 {                                                               \
5059         if (buf[0] != '0')                                      \
5060                 return -EINVAL;                                 \
5061         clear_stat(s, si);                                      \
5062         return length;                                          \
5063 }                                                               \
5064 SLAB_ATTR(text);                                                \
5065
5066 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5067 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5068 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5069 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5070 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5071 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5072 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5073 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5074 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5075 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5076 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5077 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5078 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5079 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5080 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5081 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5082 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5083 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5084 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5085 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5086 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5087 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5088 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5089 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5090 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5091 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5092 #endif
5093
5094 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5095         &slab_size_attr.attr,
5096         &object_size_attr.attr,
5097         &objs_per_slab_attr.attr,
5098         &order_attr.attr,
5099         &min_partial_attr.attr,
5100         &cpu_partial_attr.attr,
5101         &objects_attr.attr,
5102         &objects_partial_attr.attr,
5103         &partial_attr.attr,
5104         &cpu_slabs_attr.attr,
5105         &ctor_attr.attr,
5106         &aliases_attr.attr,
5107         &align_attr.attr,
5108         &hwcache_align_attr.attr,
5109         &reclaim_account_attr.attr,
5110         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5111         &shrink_attr.attr,
5112         &reserved_attr.attr,
5113         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5115         &total_objects_attr.attr,
5116         &slabs_attr.attr,
5117         &sanity_checks_attr.attr,
5118         &trace_attr.attr,
5119         &red_zone_attr.attr,
5120         &poison_attr.attr,
5121         &store_user_attr.attr,
5122         &validate_attr.attr,
5123         &alloc_calls_attr.attr,
5124         &free_calls_attr.attr,
5125 #endif
5126 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5127         &cache_dma_attr.attr,
5128 #endif
5129 #ifdef CONFIG_NUMA
5130         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5131 #endif
5132 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5133         &alloc_fastpath_attr.attr,
5134         &alloc_slowpath_attr.attr,
5135         &free_fastpath_attr.attr,
5136         &free_slowpath_attr.attr,
5137         &free_frozen_attr.attr,
5138         &free_add_partial_attr.attr,
5139         &free_remove_partial_attr.attr,
5140         &alloc_from_partial_attr.attr,
5141         &alloc_slab_attr.attr,
5142         &alloc_refill_attr.attr,
5143         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5144         &free_slab_attr.attr,
5145         &cpuslab_flush_attr.attr,
5146         &deactivate_full_attr.attr,
5147         &deactivate_empty_attr.attr,
5148         &deactivate_to_head_attr.attr,
5149         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5150         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5151         &deactivate_bypass_attr.attr,
5152         &order_fallback_attr.attr,
5153         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5154         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5155         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5156         &cpu_partial_free_attr.attr,
5157         &cpu_partial_node_attr.attr,
5158         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5159 #endif
5160 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5161         &failslab_attr.attr,
5162 #endif
5163
5164         NULL
5165 };
5166
5167 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5168         .attrs = slab_attrs,
5169 };
5170
5171 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5172                                 struct attribute *attr,
5173                                 char *buf)
5174 {
5175         struct slab_attribute *attribute;
5176         struct kmem_cache *s;
5177         int err;
5178
5179         attribute = to_slab_attr(attr);
5180         s = to_slab(kobj);
5181
5182         if (!attribute->show)
5183                 return -EIO;
5184
5185         err = attribute->show(s, buf);
5186
5187         return err;
5188 }
5189
5190 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5191                                 struct attribute *attr,
5192                                 const char *buf, size_t len)
5193 {
5194         struct slab_attribute *attribute;
5195         struct kmem_cache *s;
5196         int err;
5197
5198         attribute = to_slab_attr(attr);
5199         s = to_slab(kobj);
5200
5201         if (!attribute->store)
5202                 return -EIO;
5203
5204         err = attribute->store(s, buf, len);
5205
5206         return err;
5207 }
5208
5209 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5210 {
5211         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5212
5213         kfree(s->name);
5214         kfree(s);
5215 }
5216
5217 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5218         .show = slab_attr_show,
5219         .store = slab_attr_store,
5220 };
5221
5222 static struct kobj_type slab_ktype = {
5223         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5224         .release = kmem_cache_release
5225 };
5226
5227 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5228 {
5229         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5230
5231         if (ktype == &slab_ktype)
5232                 return 1;
5233         return 0;
5234 }
5235
5236 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5237         .filter = uevent_filter,
5238 };
5239
5240 static struct kset *slab_kset;
5241
5242 #define ID_STR_LENGTH 64
5243
5244 /* Create a unique string id for a slab cache:
5245  *
5246  * Format       :[flags-]size
5247  */
5248 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5249 {
5250         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5251         char *p = name;
5252
5253         BUG_ON(!name);
5254
5255         *p++ = ':';
5256         /*
5257          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5258          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5259          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5260          * are matched during merging to guarantee that the id is
5261          * unique.
5262          */
5263         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5264                 *p++ = 'd';
5265         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5266                 *p++ = 'a';
5267         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5268                 *p++ = 'F';
5269         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5270                 *p++ = 't';
5271         if (p != name + 1)
5272                 *p++ = '-';
5273         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5274         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5275         return name;
5276 }
5277
5278 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5279 {
5280         int err;
5281         const char *name;
5282         int unmergeable;
5283
5284         if (slab_state < FULL)
5285                 /* Defer until later */
5286                 return 0;
5287
5288         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5289         if (unmergeable) {
5290                 /*
5291                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5292                  * This is typically the case for debug situations. In that
5293                  * case we can catch duplicate names easily.
5294                  */
5295                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5296                 name = s->name;
5297         } else {
5298                 /*
5299                  * Create a unique name for the slab as a target
5300                  * for the symlinks.
5301                  */
5302                 name = create_unique_id(s);
5303         }
5304
5305         s->kobj.kset = slab_kset;
5306         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5307         if (err) {
5308                 kobject_put(&s->kobj);
5309                 return err;
5310         }
5311
5312         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5313         if (err) {
5314                 kobject_del(&s->kobj);
5315                 kobject_put(&s->kobj);
5316                 return err;
5317         }
5318         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5319         if (!unmergeable) {
5320                 /* Setup first alias */
5321                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5322                 kfree(name);
5323         }
5324         return 0;
5325 }
5326
5327 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5328 {
5329         if (slab_state < FULL)
5330                 /*
5331                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5332                  * cache from sysfs.
5333                  */
5334                 return;
5335
5336         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5337         kobject_del(&s->kobj);
5338         kobject_put(&s->kobj);
5339 }
5340
5341 /*
5342  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5343  * available lest we lose that information.
5344  */
5345 struct saved_alias {
5346         struct kmem_cache *s;
5347         const char *name;
5348         struct saved_alias *next;
5349 };
5350
5351 static struct saved_alias *alias_list;
5352
5353 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5354 {
5355         struct saved_alias *al;
5356
5357         if (slab_state == FULL) {
5358                 /*
5359                  * If we have a leftover link then remove it.
5360                  */
5361                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5362                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5363         }
5364
5365         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5366         if (!al)
5367                 return -ENOMEM;
5368
5369         al->s = s;
5370         al->name = name;
5371         al->next = alias_list;
5372         alias_list = al;
5373         return 0;
5374 }
5375
5376 static int __init slab_sysfs_init(void)
5377 {
5378         struct kmem_cache *s;
5379         int err;
5380
5381         mutex_lock(&slab_mutex);
5382
5383         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5384         if (!slab_kset) {
5385                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5386                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5387                 return -ENOSYS;
5388         }
5389
5390         slab_state = FULL;
5391
5392         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5393                 err = sysfs_slab_add(s);
5394                 if (err)
5395                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5396                                                 " to sysfs\n", s->name);
5397         }
5398
5399         while (alias_list) {
5400                 struct saved_alias *al = alias_list;
5401
5402                 alias_list = alias_list->next;
5403                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5404                 if (err)
5405                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5406                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5407                 kfree(al);
5408         }
5409
5410         mutex_unlock(&slab_mutex);
5411         resiliency_test();
5412         return 0;
5413 }
5414
5415 __initcall(slab_sysfs_init);
5416 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5417
5418 /*
5419  * The /proc/slabinfo ABI
5420  */
5421 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5422 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5423 {
5424         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5425         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5426                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5427         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5428         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5429         seq_putc(m, '\n');
5430 }
5431
5432 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5433 {
5434         loff_t n = *pos;
5435
5436         mutex_lock(&slab_mutex);
5437         if (!n)
5438                 print_slabinfo_header(m);
5439
5440         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5441 }
5442
5443 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5444 {
5445         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5446 }
5447
5448 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5449 {
5450         mutex_unlock(&slab_mutex);
5451 }
5452
5453 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5454 {
5455         unsigned long nr_partials = 0;
5456         unsigned long nr_slabs = 0;
5457         unsigned long nr_inuse = 0;
5458         unsigned long nr_objs = 0;
5459         unsigned long nr_free = 0;
5460         struct kmem_cache *s;
5461         int node;
5462
5463         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5464
5465         for_each_online_node(node) {
5466                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5467
5468                 if (!n)
5469                         continue;
5470
5471                 nr_partials += n->nr_partial;
5472                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5473                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5474                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5475         }
5476
5477         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5478
5479         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5480                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5481                    (1 << oo_order(s->oo)));
5482         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5483         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5484                    0UL);
5485         seq_putc(m, '\n');
5486         return 0;
5487 }
5488
5489 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5490         .start = s_start,
5491         .next = s_next,
5492         .stop = s_stop,
5493         .show = s_show,
5494 };
5495
5496 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5497 {
5498         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5499 }
5500
5501 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5502         .open           = slabinfo_open,
5503         .read           = seq_read,
5504         .llseek         = seq_lseek,
5505         .release        = seq_release,
5506 };
5507
5508 static int __init slab_proc_init(void)
5509 {
5510         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5511         return 0;
5512 }
5513 module_init(slab_proc_init);
5514 #endif /* CONFIG_SLABINFO */