Lockless (and preemptless) fastpaths for slub
[pandora-kernel.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 and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
265 {
266         *(void **)(object + s->offset) = fp;
267 }
268
269 /* Loop over all objects in a slab */
270 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
271         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
272                         __p += (__s)->size)
273
274 /* Scan freelist */
275 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
276         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
277
278 /* Determine object index from a given position */
279 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
280 {
281         return (p - addr) / s->size;
282 }
283
284 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
285                                                 unsigned long size)
286 {
287         struct kmem_cache_order_objects x = {
288                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
289         };
290
291         return x;
292 }
293
294 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
295 {
296         return x.x >> OO_SHIFT;
297 }
298
299 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
300 {
301         return x.x & OO_MASK;
302 }
303
304 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
305 /*
306  * Debug settings:
307  */
308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
309 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
310 #else
311 static int slub_debug;
312 #endif
313
314 static char *slub_debug_slabs;
315 static int disable_higher_order_debug;
316
317 /*
318  * Object debugging
319  */
320 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
321 {
322         int i, offset;
323         int newline = 1;
324         char ascii[17];
325
326         ascii[16] = 0;
327
328         for (i = 0; i < length; i++) {
329                 if (newline) {
330                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
331                         newline = 0;
332                 }
333                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
334                 offset = i % 16;
335                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
336                 if (offset == 15) {
337                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
338                         newline = 1;
339                 }
340         }
341         if (!newline) {
342                 i %= 16;
343                 while (i < 16) {
344                         printk(KERN_CONT "   ");
345                         ascii[i] = ' ';
346                         i++;
347                 }
348                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
349         }
350 }
351
352 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
353         enum track_item alloc)
354 {
355         struct track *p;
356
357         if (s->offset)
358                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
359         else
360                 p = object + s->inuse;
361
362         return p + alloc;
363 }
364
365 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
366                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
367 {
368         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
369
370         if (addr) {
371                 p->addr = addr;
372                 p->cpu = smp_processor_id();
373                 p->pid = current->pid;
374                 p->when = jiffies;
375         } else
376                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
377 }
378
379 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
380 {
381         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
382                 return;
383
384         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
385         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
386 }
387
388 static void print_track(const char *s, struct track *t)
389 {
390         if (!t->addr)
391                 return;
392
393         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
394                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
395 }
396
397 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
398 {
399         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
400                 return;
401
402         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
403         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
404 }
405
406 static void print_page_info(struct page *page)
407 {
408         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
409                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
410
411 }
412
413 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
414 {
415         va_list args;
416         char buf[100];
417
418         va_start(args, fmt);
419         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
420         va_end(args);
421         printk(KERN_ERR "========================================"
422                         "=====================================\n");
423         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
424         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
425                         "-------------------------------------\n\n");
426 }
427
428 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
429 {
430         va_list args;
431         char buf[100];
432
433         va_start(args, fmt);
434         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
435         va_end(args);
436         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
437 }
438
439 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
440 {
441         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
442         u8 *addr = page_address(page);
443
444         print_tracking(s, p);
445
446         print_page_info(page);
447
448         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
449                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
450
451         if (p > addr + 16)
452                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
453
454         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
455
456         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
457                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
458                         s->inuse - s->objsize);
459
460         if (s->offset)
461                 off = s->offset + sizeof(void *);
462         else
463                 off = s->inuse;
464
465         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
466                 off += 2 * sizeof(struct track);
467
468         if (off != s->size)
469                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
470                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
471
472         dump_stack();
473 }
474
475 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
476                         u8 *object, char *reason)
477 {
478         slab_bug(s, "%s", reason);
479         print_trailer(s, page, object);
480 }
481
482 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
483 {
484         va_list args;
485         char buf[100];
486
487         va_start(args, fmt);
488         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
489         va_end(args);
490         slab_bug(s, "%s", buf);
491         print_page_info(page);
492         dump_stack();
493 }
494
495 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
496 {
497         u8 *p = object;
498
499         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
500                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
501                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
502         }
503
504         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
505                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
506 }
507
508 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
509 {
510         while (bytes) {
511                 if (*start != (u8)value)
512                         return start;
513                 start++;
514                 bytes--;
515         }
516         return NULL;
517 }
518
519 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
520                                                 void *from, void *to)
521 {
522         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
523         memset(from, data, to - from);
524 }
525
526 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
527                         u8 *object, char *what,
528                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
529 {
530         u8 *fault;
531         u8 *end;
532
533         fault = check_bytes(start, value, bytes);
534         if (!fault)
535                 return 1;
536
537         end = start + bytes;
538         while (end > fault && end[-1] == value)
539                 end--;
540
541         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
542         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
543                                         fault, end - 1, fault[0], value);
544         print_trailer(s, page, object);
545
546         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
547         return 0;
548 }
549
550 /*
551  * Object layout:
552  *
553  * object address
554  *      Bytes of the object to be managed.
555  *      If the freepointer may overlay the object then the free
556  *      pointer is the first word of the object.
557  *
558  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
559  *      0xa5 (POISON_END)
560  *
561  * object + s->objsize
562  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
563  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
564  *      objsize == inuse.
565  *
566  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
567  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
568  *
569  * object + s->inuse
570  *      Meta data starts here.
571  *
572  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
573  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
574  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
575  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
576  *              before the word boundary.
577  *
578  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
579  *
580  * object + s->size
581  *      Nothing is used beyond s->size.
582  *
583  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
584  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
585  * may be used with merged slabcaches.
586  */
587
588 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
589 {
590         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
591
592         if (s->offset)
593                 /* Freepointer is placed after the object. */
594                 off += sizeof(void *);
595
596         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
597                 /* We also have user information there */
598                 off += 2 * sizeof(struct track);
599
600         if (s->size == off)
601                 return 1;
602
603         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
604                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
605 }
606
607 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
608 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
609 {
610         u8 *start;
611         u8 *fault;
612         u8 *end;
613         int length;
614         int remainder;
615
616         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
617                 return 1;
618
619         start = page_address(page);
620         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
621         end = start + length;
622         remainder = length % s->size;
623         if (!remainder)
624                 return 1;
625
626         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
627         if (!fault)
628                 return 1;
629         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
630                 end--;
631
632         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
633         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
634
635         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
636         return 0;
637 }
638
639 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
640                                         void *object, u8 val)
641 {
642         u8 *p = object;
643         u8 *endobject = object + s->objsize;
644
645         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
646                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
647                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
648                         return 0;
649         } else {
650                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
651                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
652                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
653                 }
654         }
655
656         if (s->flags & SLAB_POISON) {
657                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
658                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
659                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
660                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
661                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
662                         return 0;
663                 /*
664                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
665                  */
666                 check_pad_bytes(s, page, p);
667         }
668
669         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
670                 /*
671                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
672                  * freepointer while object is allocated.
673                  */
674                 return 1;
675
676         /* Check free pointer validity */
677         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
678                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
679                 /*
680                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
681                  * of the free objects in this slab. May cause
682                  * another error because the object count is now wrong.
683                  */
684                 set_freepointer(s, p, NULL);
685                 return 0;
686         }
687         return 1;
688 }
689
690 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
691 {
692         int maxobj;
693
694         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
695
696         if (!PageSlab(page)) {
697                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
698                 return 0;
699         }
700
701         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
702         if (page->objects > maxobj) {
703                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
704                         s->name, page->objects, maxobj);
705                 return 0;
706         }
707         if (page->inuse > page->objects) {
708                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
709                         s->name, page->inuse, page->objects);
710                 return 0;
711         }
712         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
713         slab_pad_check(s, page);
714         return 1;
715 }
716
717 /*
718  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
719  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
720  */
721 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
722 {
723         int nr = 0;
724         void *fp = page->freelist;
725         void *object = NULL;
726         unsigned long max_objects;
727
728         while (fp && nr <= page->objects) {
729                 if (fp == search)
730                         return 1;
731                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
732                         if (object) {
733                                 object_err(s, page, object,
734                                         "Freechain corrupt");
735                                 set_freepointer(s, object, NULL);
736                                 break;
737                         } else {
738                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
739                                 page->freelist = NULL;
740                                 page->inuse = page->objects;
741                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
742                                 return 0;
743                         }
744                         break;
745                 }
746                 object = fp;
747                 fp = get_freepointer(s, object);
748                 nr++;
749         }
750
751         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
752         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
753                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
754
755         if (page->objects != max_objects) {
756                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
757                         "should be %d", page->objects, max_objects);
758                 page->objects = max_objects;
759                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
760         }
761         if (page->inuse != page->objects - nr) {
762                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
763                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
764                 page->inuse = page->objects - nr;
765                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
766         }
767         return search == NULL;
768 }
769
770 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
771                                                                 int alloc)
772 {
773         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
774                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
775                         s->name,
776                         alloc ? "alloc" : "free",
777                         object, page->inuse,
778                         page->freelist);
779
780                 if (!alloc)
781                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
782
783                 dump_stack();
784         }
785 }
786
787 /*
788  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
789  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
790  */
791 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
792 {
793         flags &= gfp_allowed_mask;
794         lockdep_trace_alloc(flags);
795         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
796
797         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
798 }
799
800 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
801 {
802         flags &= gfp_allowed_mask;
803         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, s->objsize);
804         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
805 }
806
807 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
808 {
809         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
810
811         /*
812          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
813          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
814          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
815          */
816 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
817         {
818                 unsigned long flags;
819
820                 local_irq_save(flags);
821                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
822                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
823                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
824                         debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
825                 local_irq_restore(flags);
826         }
827 #endif
828 }
829
830 /*
831  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
832  */
833 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
834 {
835         spin_lock(&n->list_lock);
836         list_add(&page->lru, &n->full);
837         spin_unlock(&n->list_lock);
838 }
839
840 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
841 {
842         struct kmem_cache_node *n;
843
844         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
845                 return;
846
847         n = get_node(s, page_to_nid(page));
848
849         spin_lock(&n->list_lock);
850         list_del(&page->lru);
851         spin_unlock(&n->list_lock);
852 }
853
854 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
855 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
856 {
857         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
858
859         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
860 }
861
862 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
863 {
864         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
865 }
866
867 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
868 {
869         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
870
871         /*
872          * May be called early in order to allocate a slab for the
873          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
874          * dilemma by deferring the increment of the count during
875          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
876          */
877         if (n) {
878                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
879                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
880         }
881 }
882 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
883 {
884         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
885
886         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
887         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
888 }
889
890 /* Object debug checks for alloc/free paths */
891 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
892                                                                 void *object)
893 {
894         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
895                 return;
896
897         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
898         init_tracking(s, object);
899 }
900
901 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
902                                         void *object, unsigned long addr)
903 {
904         if (!check_slab(s, page))
905                 goto bad;
906
907         if (!on_freelist(s, page, object)) {
908                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
909                 goto bad;
910         }
911
912         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
913                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
914                 goto bad;
915         }
916
917         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
918                 goto bad;
919
920         /* Success perform special debug activities for allocs */
921         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
922                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
923         trace(s, page, object, 1);
924         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
925         return 1;
926
927 bad:
928         if (PageSlab(page)) {
929                 /*
930                  * If this is a slab page then lets do the best we can
931                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
932                  * as used avoids touching the remaining objects.
933                  */
934                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
935                 page->inuse = page->objects;
936                 page->freelist = NULL;
937         }
938         return 0;
939 }
940
941 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
942                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
943 {
944         if (!check_slab(s, page))
945                 goto fail;
946
947         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
948                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
949                 goto fail;
950         }
951
952         if (on_freelist(s, page, object)) {
953                 object_err(s, page, object, "Object already free");
954                 goto fail;
955         }
956
957         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
958                 return 0;
959
960         if (unlikely(s != page->slab)) {
961                 if (!PageSlab(page)) {
962                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
963                                 "outside of slab", object);
964                 } else if (!page->slab) {
965                         printk(KERN_ERR
966                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
967                                                 object);
968                         dump_stack();
969                 } else
970                         object_err(s, page, object,
971                                         "page slab pointer corrupt.");
972                 goto fail;
973         }
974
975         /* Special debug activities for freeing objects */
976         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
977                 remove_full(s, page);
978         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
979                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
980         trace(s, page, object, 0);
981         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
982         return 1;
983
984 fail:
985         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
986         return 0;
987 }
988
989 static int __init setup_slub_debug(char *str)
990 {
991         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
992         if (*str++ != '=' || !*str)
993                 /*
994                  * No options specified. Switch on full debugging.
995                  */
996                 goto out;
997
998         if (*str == ',')
999                 /*
1000                  * No options but restriction on slabs. This means full
1001                  * debugging for slabs matching a pattern.
1002                  */
1003                 goto check_slabs;
1004
1005         if (tolower(*str) == 'o') {
1006                 /*
1007                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1008                  * would increase as a result.
1009                  */
1010                 disable_higher_order_debug = 1;
1011                 goto out;
1012         }
1013
1014         slub_debug = 0;
1015         if (*str == '-')
1016                 /*
1017                  * Switch off all debugging measures.
1018                  */
1019                 goto out;
1020
1021         /*
1022          * Determine which debug features should be switched on
1023          */
1024         for (; *str && *str != ','; str++) {
1025                 switch (tolower(*str)) {
1026                 case 'f':
1027                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1028                         break;
1029                 case 'z':
1030                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1031                         break;
1032                 case 'p':
1033                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1034                         break;
1035                 case 'u':
1036                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1037                         break;
1038                 case 't':
1039                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1040                         break;
1041                 case 'a':
1042                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1043                         break;
1044                 default:
1045                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1046                                 "unknown. skipped\n", *str);
1047                 }
1048         }
1049
1050 check_slabs:
1051         if (*str == ',')
1052                 slub_debug_slabs = str + 1;
1053 out:
1054         return 1;
1055 }
1056
1057 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1058
1059 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1060         unsigned long flags, const char *name,
1061         void (*ctor)(void *))
1062 {
1063         /*
1064          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1065          */
1066         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1067                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1068                 flags |= slub_debug;
1069
1070         return flags;
1071 }
1072 #else
1073 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1074                         struct page *page, void *object) {}
1075
1076 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1077         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1078
1079 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1080         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1081
1082 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1083                         { return 1; }
1084 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1085                         void *object, u8 val) { return 1; }
1086 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1087 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1088         unsigned long flags, const char *name,
1089         void (*ctor)(void *))
1090 {
1091         return flags;
1092 }
1093 #define slub_debug 0
1094
1095 #define disable_higher_order_debug 0
1096
1097 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1098                                                         { return 0; }
1099 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1100                                                         { return 0; }
1101 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1102                                                         int objects) {}
1103 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1104                                                         int objects) {}
1105
1106 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1107                                                         { return 0; }
1108
1109 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1110                 void *object) {}
1111
1112 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1113
1114 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1115
1116 /*
1117  * Slab allocation and freeing
1118  */
1119 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1120                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1121 {
1122         int order = oo_order(oo);
1123
1124         flags |= __GFP_NOTRACK;
1125
1126         if (node == NUMA_NO_NODE)
1127                 return alloc_pages(flags, order);
1128         else
1129                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1130 }
1131
1132 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1133 {
1134         struct page *page;
1135         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1136         gfp_t alloc_gfp;
1137
1138         flags |= s->allocflags;
1139
1140         /*
1141          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1142          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1143          */
1144         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1145
1146         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1147         if (unlikely(!page)) {
1148                 oo = s->min;
1149                 /*
1150                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1151                  * Try a lower order alloc if possible
1152                  */
1153                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1154                 if (!page)
1155                         return NULL;
1156
1157                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1158         }
1159
1160         if (kmemcheck_enabled
1161                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1162                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1163
1164                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1165
1166                 /*
1167                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1168                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1169                  */
1170                 if (s->ctor)
1171                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1172                 else
1173                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1174         }
1175
1176         page->objects = oo_objects(oo);
1177         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1178                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1179                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1180                 1 << oo_order(oo));
1181
1182         return page;
1183 }
1184
1185 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1186                                 void *object)
1187 {
1188         setup_object_debug(s, page, object);
1189         if (unlikely(s->ctor))
1190                 s->ctor(object);
1191 }
1192
1193 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1194 {
1195         struct page *page;
1196         void *start;
1197         void *last;
1198         void *p;
1199
1200         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1201
1202         page = allocate_slab(s,
1203                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1204         if (!page)
1205                 goto out;
1206
1207         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1208         page->slab = s;
1209         page->flags |= 1 << PG_slab;
1210
1211         start = page_address(page);
1212
1213         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1214                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1215
1216         last = start;
1217         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1218                 setup_object(s, page, last);
1219                 set_freepointer(s, last, p);
1220                 last = p;
1221         }
1222         setup_object(s, page, last);
1223         set_freepointer(s, last, NULL);
1224
1225         page->freelist = start;
1226         page->inuse = 0;
1227 out:
1228         return page;
1229 }
1230
1231 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1232 {
1233         int order = compound_order(page);
1234         int pages = 1 << order;
1235
1236         if (kmem_cache_debug(s)) {
1237                 void *p;
1238
1239                 slab_pad_check(s, page);
1240                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1241                                                 page->objects)
1242                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1243         }
1244
1245         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1246
1247         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1248                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1249                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1250                 -pages);
1251
1252         __ClearPageSlab(page);
1253         reset_page_mapcount(page);
1254         if (current->reclaim_state)
1255                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1256         __free_pages(page, order);
1257 }
1258
1259 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1260 {
1261         struct page *page;
1262
1263         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1264         __free_slab(page->slab, page);
1265 }
1266
1267 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1268 {
1269         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1270                 /*
1271                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1272                  */
1273                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1274
1275                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1276         } else
1277                 __free_slab(s, page);
1278 }
1279
1280 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1281 {
1282         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1283         free_slab(s, page);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Per slab locking using the pagelock
1288  */
1289 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1290 {
1291         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1292 }
1293
1294 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1295 {
1296         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1297 }
1298
1299 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1300 {
1301         int rc = 1;
1302
1303         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1304         return rc;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Management of partially allocated slabs
1309  */
1310 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1311                                 struct page *page, int tail)
1312 {
1313         spin_lock(&n->list_lock);
1314         n->nr_partial++;
1315         if (tail)
1316                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1317         else
1318                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1319         spin_unlock(&n->list_lock);
1320 }
1321
1322 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1323                                         struct page *page)
1324 {
1325         list_del(&page->lru);
1326         n->nr_partial--;
1327 }
1328
1329 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1330 {
1331         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1332
1333         spin_lock(&n->list_lock);
1334         __remove_partial(n, page);
1335         spin_unlock(&n->list_lock);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * Lock slab and remove from the partial list.
1340  *
1341  * Must hold list_lock.
1342  */
1343 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1344                                                         struct page *page)
1345 {
1346         if (slab_trylock(page)) {
1347                 __remove_partial(n, page);
1348                 __SetPageSlubFrozen(page);
1349                 return 1;
1350         }
1351         return 0;
1352 }
1353
1354 /*
1355  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1356  */
1357 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1358 {
1359         struct page *page;
1360
1361         /*
1362          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1363          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1364          * partial slab and there is none available then get_partials()
1365          * will return NULL.
1366          */
1367         if (!n || !n->nr_partial)
1368                 return NULL;
1369
1370         spin_lock(&n->list_lock);
1371         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1372                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1373                         goto out;
1374         page = NULL;
1375 out:
1376         spin_unlock(&n->list_lock);
1377         return page;
1378 }
1379
1380 /*
1381  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1382  */
1383 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1384 {
1385 #ifdef CONFIG_NUMA
1386         struct zonelist *zonelist;
1387         struct zoneref *z;
1388         struct zone *zone;
1389         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1390         struct page *page;
1391
1392         /*
1393          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1394          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1395          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1396          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1397          *
1398          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1399          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1400          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1401          * from other nodes and filled up.
1402          *
1403          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1404          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1405          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1406          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1407          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1408          * with available objects.
1409          */
1410         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1411                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1412                 return NULL;
1413
1414         get_mems_allowed();
1415         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1416         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1417                 struct kmem_cache_node *n;
1418
1419                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1420
1421                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1422                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1423                         page = get_partial_node(n);
1424                         if (page) {
1425                                 put_mems_allowed();
1426                                 return page;
1427                         }
1428                 }
1429         }
1430         put_mems_allowed();
1431 #endif
1432         return NULL;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Get a partial page, lock it and return it.
1437  */
1438 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1439 {
1440         struct page *page;
1441         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1442
1443         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1444         if (page || node != -1)
1445                 return page;
1446
1447         return get_any_partial(s, flags);
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Move a page back to the lists.
1452  *
1453  * Must be called with the slab lock held.
1454  *
1455  * On exit the slab lock will have been dropped.
1456  */
1457 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1458         __releases(bitlock)
1459 {
1460         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1461
1462         __ClearPageSlubFrozen(page);
1463         if (page->inuse) {
1464
1465                 if (page->freelist) {
1466                         add_partial(n, page, tail);
1467                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1468                 } else {
1469                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1470                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1471                                 add_full(n, page);
1472                 }
1473                 slab_unlock(page);
1474         } else {
1475                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1476                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1477                         /*
1478                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1479                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1480                          * to come after the other slabs with objects in
1481                          * so that the others get filled first. That way the
1482                          * size of the partial list stays small.
1483                          *
1484                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1485                          * the partial list.
1486                          */
1487                         add_partial(n, page, 1);
1488                         slab_unlock(page);
1489                 } else {
1490                         slab_unlock(page);
1491                         stat(s, FREE_SLAB);
1492                         discard_slab(s, page);
1493                 }
1494         }
1495 }
1496
1497 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1498 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1499 /*
1500  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1501  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1502  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1503  */
1504 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1505 #else
1506 /*
1507  * No preemption supported therefore also no need to check for
1508  * different cpus.
1509  */
1510 #define TID_STEP 1
1511 #endif
1512
1513 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1514 {
1515         return tid + TID_STEP;
1516 }
1517
1518 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1519 {
1520         return tid % TID_STEP;
1521 }
1522
1523 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1524 {
1525         return tid / TID_STEP;
1526 }
1527
1528 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1529 {
1530         return cpu;
1531 }
1532
1533 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1534                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1535 {
1536 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1537         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1538
1539         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1540
1541 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1542         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1543                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1544                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1545         else
1546 #endif
1547         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1548                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1549                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1550         else
1551                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1552                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1553 #endif
1554 }
1555
1556 #endif
1557
1558 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1559 {
1560 #if defined(CONFIG_CMPXCHG_LOCAL) && defined(CONFIG_PREEMPT)
1561         int cpu;
1562
1563         for_each_possible_cpu(cpu)
1564                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1565 #endif
1566
1567 }
1568 /*
1569  * Remove the cpu slab
1570  */
1571 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1572         __releases(bitlock)
1573 {
1574         struct page *page = c->page;
1575         int tail = 1;
1576
1577         if (page->freelist)
1578                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1579         /*
1580          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1581          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1582          * to occur.
1583          */
1584         while (unlikely(c->freelist)) {
1585                 void **object;
1586
1587                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1588
1589                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1590                 object = c->freelist;
1591                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1592
1593                 /* And put onto the regular freelist */
1594                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1595                 page->freelist = object;
1596                 page->inuse--;
1597         }
1598         c->page = NULL;
1599 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1600         c->tid = next_tid(c->tid);
1601 #endif
1602         unfreeze_slab(s, page, tail);
1603 }
1604
1605 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1606 {
1607         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1608         slab_lock(c->page);
1609         deactivate_slab(s, c);
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Flush cpu slab.
1614  *
1615  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1616  */
1617 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1618 {
1619         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1620
1621         if (likely(c && c->page))
1622                 flush_slab(s, c);
1623 }
1624
1625 static void flush_cpu_slab(void *d)
1626 {
1627         struct kmem_cache *s = d;
1628
1629         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1630 }
1631
1632 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1633 {
1634         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1639  * locality expectations.
1640  */
1641 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1642 {
1643 #ifdef CONFIG_NUMA
1644         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1645                 return 0;
1646 #endif
1647         return 1;
1648 }
1649
1650 static int count_free(struct page *page)
1651 {
1652         return page->objects - page->inuse;
1653 }
1654
1655 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1656                                         int (*get_count)(struct page *))
1657 {
1658         unsigned long flags;
1659         unsigned long x = 0;
1660         struct page *page;
1661
1662         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1663         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1664                 x += get_count(page);
1665         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1666         return x;
1667 }
1668
1669 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1670 {
1671 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1672         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1673 #else
1674         return 0;
1675 #endif
1676 }
1677
1678 static noinline void
1679 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1680 {
1681         int node;
1682
1683         printk(KERN_WARNING
1684                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1685                 nid, gfpflags);
1686         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1687                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1688                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1689
1690         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1691                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1692                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1693
1694         for_each_online_node(node) {
1695                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1696                 unsigned long nr_slabs;
1697                 unsigned long nr_objs;
1698                 unsigned long nr_free;
1699
1700                 if (!n)
1701                         continue;
1702
1703                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1704                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1705                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1706
1707                 printk(KERN_WARNING
1708                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1709                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1710         }
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1715  * debugging duties.
1716  *
1717  * Interrupts are disabled.
1718  *
1719  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1720  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1721  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1722  *
1723  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1724  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1725  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1726  *
1727  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1728  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1729  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1730  */
1731 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1732                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1733 {
1734         void **object;
1735         struct page *new;
1736 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1737         unsigned long flags;
1738
1739         local_irq_save(flags);
1740 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1741         /*
1742          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1743          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1744          * pointer.
1745          */
1746         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1747 #endif
1748 #endif
1749
1750         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1751         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1752
1753         if (!c->page)
1754                 goto new_slab;
1755
1756         slab_lock(c->page);
1757         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1758                 goto another_slab;
1759
1760         stat(s, ALLOC_REFILL);
1761
1762 load_freelist:
1763         object = c->page->freelist;
1764         if (unlikely(!object))
1765                 goto another_slab;
1766         if (kmem_cache_debug(s))
1767                 goto debug;
1768
1769         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1770         c->page->inuse = c->page->objects;
1771         c->page->freelist = NULL;
1772         c->node = page_to_nid(c->page);
1773 unlock_out:
1774         slab_unlock(c->page);
1775 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1776         c->tid = next_tid(c->tid);
1777         local_irq_restore(flags);
1778 #endif
1779         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1780         return object;
1781
1782 another_slab:
1783         deactivate_slab(s, c);
1784
1785 new_slab:
1786         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1787         if (new) {
1788                 c->page = new;
1789                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1790                 goto load_freelist;
1791         }
1792
1793         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1794         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1795                 local_irq_enable();
1796
1797         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1798
1799         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1800                 local_irq_disable();
1801
1802         if (new) {
1803                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1804                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1805                 if (c->page)
1806                         flush_slab(s, c);
1807                 slab_lock(new);
1808                 __SetPageSlubFrozen(new);
1809                 c->page = new;
1810                 goto load_freelist;
1811         }
1812         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1813                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1814         return NULL;
1815 debug:
1816         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1817                 goto another_slab;
1818
1819         c->page->inuse++;
1820         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1821         c->node = NUMA_NO_NODE;
1822         goto unlock_out;
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1827  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1828  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1829  *
1830  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1831  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1832  *
1833  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1834  */
1835 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1836                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1837 {
1838         void **object;
1839         struct kmem_cache_cpu *c;
1840 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1841         unsigned long tid;
1842 #else
1843         unsigned long flags;
1844 #endif
1845
1846         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1847                 return NULL;
1848
1849 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1850         local_irq_save(flags);
1851 #else
1852 redo:
1853 #endif
1854
1855         /*
1856          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1857          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1858          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1859          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1860          */
1861         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1862
1863 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1864         /*
1865          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1866          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1867          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1868          * linked list in between.
1869          */
1870         tid = c->tid;
1871         barrier();
1872 #endif
1873
1874         object = c->freelist;
1875         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1876
1877                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1878
1879         else {
1880 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1881                 /*
1882                  * The cmpxchg will only match if there was no additonal
1883                  * operation and if we are on the right processor.
1884                  *
1885                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1886                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1887                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1888                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1889                  *
1890                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1891                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1892                  */
1893                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
1894                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1895                                 object, tid,
1896                                 get_freepointer(s, object), next_tid(tid)))) {
1897
1898                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1899                         goto redo;
1900                 }
1901 #else
1902                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1903 #endif
1904                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1905         }
1906
1907 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1908         local_irq_restore(flags);
1909 #endif
1910
1911         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1912                 memset(object, 0, s->objsize);
1913
1914         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1915
1916         return object;
1917 }
1918
1919 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1920 {
1921         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1922
1923         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1924
1925         return ret;
1926 }
1927 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1928
1929 #ifdef CONFIG_TRACING
1930 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1931 {
1932         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1933         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1934         return ret;
1935 }
1936 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1937
1938 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1939 {
1940         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1941         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1942         return ret;
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1945 #endif
1946
1947 #ifdef CONFIG_NUMA
1948 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1949 {
1950         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1951
1952         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1953                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1954
1955         return ret;
1956 }
1957 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1958
1959 #ifdef CONFIG_TRACING
1960 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
1961                                     gfp_t gfpflags,
1962                                     int node, size_t size)
1963 {
1964         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1965
1966         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
1967                            size, s->size, gfpflags, node);
1968         return ret;
1969 }
1970 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
1971 #endif
1972 #endif
1973
1974 /*
1975  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1976  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1977  *
1978  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1979  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1980  * handling required then we can return immediately.
1981  */
1982 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1983                         void *x, unsigned long addr)
1984 {
1985         void *prior;
1986         void **object = (void *)x;
1987 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1988         unsigned long flags;
1989
1990         local_irq_save(flags);
1991 #endif
1992         slab_lock(page);
1993         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1994
1995         if (kmem_cache_debug(s))
1996                 goto debug;
1997
1998 checks_ok:
1999         prior = page->freelist;
2000         set_freepointer(s, object, prior);
2001         page->freelist = object;
2002         page->inuse--;
2003
2004         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2005                 stat(s, FREE_FROZEN);
2006                 goto out_unlock;
2007         }
2008
2009         if (unlikely(!page->inuse))
2010                 goto slab_empty;
2011
2012         /*
2013          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2014          * then add it.
2015          */
2016         if (unlikely(!prior)) {
2017                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2018                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2019         }
2020
2021 out_unlock:
2022         slab_unlock(page);
2023 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2024         local_irq_restore(flags);
2025 #endif
2026         return;
2027
2028 slab_empty:
2029         if (prior) {
2030                 /*
2031                  * Slab still on the partial list.
2032                  */
2033                 remove_partial(s, page);
2034                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2035         }
2036         slab_unlock(page);
2037 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2038         local_irq_restore(flags);
2039 #endif
2040         stat(s, FREE_SLAB);
2041         discard_slab(s, page);
2042         return;
2043
2044 debug:
2045         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
2046                 goto out_unlock;
2047         goto checks_ok;
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2052  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2053  *
2054  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2055  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2056  * the item before.
2057  *
2058  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2059  * with all sorts of special processing.
2060  */
2061 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2062                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2063 {
2064         void **object = (void *)x;
2065         struct kmem_cache_cpu *c;
2066 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2067         unsigned long tid;
2068 #else
2069         unsigned long flags;
2070 #endif
2071
2072         slab_free_hook(s, x);
2073
2074 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2075         local_irq_save(flags);
2076 #endif
2077
2078 redo:
2079         /*
2080          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2081          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2082          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2083          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2084          */
2085         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2086
2087 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2088         tid = c->tid;
2089         barrier();
2090 #endif
2091
2092         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
2093                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2094
2095 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2096                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2097                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2098                                 c->freelist, tid,
2099                                 object, next_tid(tid)))) {
2100
2101                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2102                         goto redo;
2103                 }
2104 #else
2105                 c->freelist = object;
2106 #endif
2107                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2108         } else
2109                 __slab_free(s, page, x, addr);
2110
2111 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2112         local_irq_restore(flags);
2113 #endif
2114 }
2115
2116 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2117 {
2118         struct page *page;
2119
2120         page = virt_to_head_page(x);
2121
2122         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2123
2124         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2125 }
2126 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2127
2128 /*
2129  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2130  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2131  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2132  * another.
2133  *
2134  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2135  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2136  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2137  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2138  * locking overhead.
2139  */
2140
2141 /*
2142  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2143  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2144  * and increases the number of allocations possible without having to
2145  * take the list_lock.
2146  */
2147 static int slub_min_order;
2148 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2149 static int slub_min_objects;
2150
2151 /*
2152  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2153  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2154  */
2155 static int slub_nomerge;
2156
2157 /*
2158  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2159  *
2160  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2161  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2162  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2163  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2164  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2165  * would be wasted.
2166  *
2167  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2168  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2169  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2170  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2171  *
2172  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2173  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2174  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2175  * of space in favor of a small page order.
2176  *
2177  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2178  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2179  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2180  * the smallest order which will fit the object.
2181  */
2182 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2183                                 int max_order, int fract_leftover)
2184 {
2185         int order;
2186         int rem;
2187         int min_order = slub_min_order;
2188
2189         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2190                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2191
2192         for (order = max(min_order,
2193                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2194                         order <= max_order; order++) {
2195
2196                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2197
2198                 if (slab_size < min_objects * size)
2199                         continue;
2200
2201                 rem = slab_size % size;
2202
2203                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2204                         break;
2205
2206         }
2207
2208         return order;
2209 }
2210
2211 static inline int calculate_order(int size)
2212 {
2213         int order;
2214         int min_objects;
2215         int fraction;
2216         int max_objects;
2217
2218         /*
2219          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2220          * works by first attempting to generate a layout with
2221          * the best configuration and backing off gradually.
2222          *
2223          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2224          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2225          */
2226         min_objects = slub_min_objects;
2227         if (!min_objects)
2228                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2229         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2230         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2231
2232         while (min_objects > 1) {
2233                 fraction = 16;
2234                 while (fraction >= 4) {
2235                         order = slab_order(size, min_objects,
2236                                                 slub_max_order, fraction);
2237                         if (order <= slub_max_order)
2238                                 return order;
2239                         fraction /= 2;
2240                 }
2241                 min_objects--;
2242         }
2243
2244         /*
2245          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2246          * lets see if we can place a single object there.
2247          */
2248         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2249         if (order <= slub_max_order)
2250                 return order;
2251
2252         /*
2253          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2254          */
2255         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2256         if (order < MAX_ORDER)
2257                 return order;
2258         return -ENOSYS;
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2263  */
2264 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2265                 unsigned long align, unsigned long size)
2266 {
2267         /*
2268          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2269          * suggestion if the object is sufficiently large.
2270          *
2271          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2272          * alignment though. If that is greater then use it.
2273          */
2274         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2275                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2276                 while (size <= ralign / 2)
2277                         ralign /= 2;
2278                 align = max(align, ralign);
2279         }
2280
2281         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2282                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2283
2284         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2285 }
2286
2287 static void
2288 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2289 {
2290         n->nr_partial = 0;
2291         spin_lock_init(&n->list_lock);
2292         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2293 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2294         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2295         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2296         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2297 #endif
2298 }
2299
2300 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2301 {
2302         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2303                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2304
2305 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2306         /*
2307          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg instructions
2308          * to work.
2309          */
2310         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu), 2 * sizeof(void *));
2311 #else
2312         /* Regular alignment is sufficient */
2313         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2314 #endif
2315
2316         if (!s->cpu_slab)
2317                 return 0;
2318
2319         init_kmem_cache_cpus(s);
2320
2321         return 1;
2322 }
2323
2324 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2325
2326 /*
2327  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2328  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2329  * possible.
2330  *
2331  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2332  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2333  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2334  */
2335 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2336 {
2337         struct page *page;
2338         struct kmem_cache_node *n;
2339         unsigned long flags;
2340
2341         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2342
2343         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2344
2345         BUG_ON(!page);
2346         if (page_to_nid(page) != node) {
2347                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2348                                 "node %d\n", node);
2349                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2350                                 "in order to be able to continue\n");
2351         }
2352
2353         n = page->freelist;
2354         BUG_ON(!n);
2355         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2356         page->inuse++;
2357         kmem_cache_node->node[node] = n;
2358 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2359         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2360         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2361 #endif
2362         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2363         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2364
2365         /*
2366          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2367          * so even though there cannot be a race this early in
2368          * the boot sequence, we still disable irqs.
2369          */
2370         local_irq_save(flags);
2371         add_partial(n, page, 0);
2372         local_irq_restore(flags);
2373 }
2374
2375 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2376 {
2377         int node;
2378
2379         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2380                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2381
2382                 if (n)
2383                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2384
2385                 s->node[node] = NULL;
2386         }
2387 }
2388
2389 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2390 {
2391         int node;
2392
2393         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2394                 struct kmem_cache_node *n;
2395
2396                 if (slab_state == DOWN) {
2397                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2398                         continue;
2399                 }
2400                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2401                                                 GFP_KERNEL, node);
2402
2403                 if (!n) {
2404                         free_kmem_cache_nodes(s);
2405                         return 0;
2406                 }
2407
2408                 s->node[node] = n;
2409                 init_kmem_cache_node(n, s);
2410         }
2411         return 1;
2412 }
2413
2414 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2415 {
2416         if (min < MIN_PARTIAL)
2417                 min = MIN_PARTIAL;
2418         else if (min > MAX_PARTIAL)
2419                 min = MAX_PARTIAL;
2420         s->min_partial = min;
2421 }
2422
2423 /*
2424  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2425  * a slab object.
2426  */
2427 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2428 {
2429         unsigned long flags = s->flags;
2430         unsigned long size = s->objsize;
2431         unsigned long align = s->align;
2432         int order;
2433
2434         /*
2435          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2436          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2437          * the possible location of the free pointer.
2438          */
2439         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2440
2441 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2442         /*
2443          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2444          * the slab may touch the object after free or before allocation
2445          * then we should never poison the object itself.
2446          */
2447         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2448                         !s->ctor)
2449                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2450         else
2451                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2452
2453
2454         /*
2455          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2456          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2457          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2458          */
2459         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2460                 size += sizeof(void *);
2461 #endif
2462
2463         /*
2464          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2465          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2466          */
2467         s->inuse = size;
2468
2469         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2470                 s->ctor)) {
2471                 /*
2472                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2473                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2474                  * kmem_cache_free.
2475                  *
2476                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2477                  * destructor or are poisoning the objects.
2478                  */
2479                 s->offset = size;
2480                 size += sizeof(void *);
2481         }
2482
2483 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2484         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2485                 /*
2486                  * Need to store information about allocs and frees after
2487                  * the object.
2488                  */
2489                 size += 2 * sizeof(struct track);
2490
2491         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2492                 /*
2493                  * Add some empty padding so that we can catch
2494                  * overwrites from earlier objects rather than let
2495                  * tracking information or the free pointer be
2496                  * corrupted if a user writes before the start
2497                  * of the object.
2498                  */
2499                 size += sizeof(void *);
2500 #endif
2501
2502         /*
2503          * Determine the alignment based on various parameters that the
2504          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2505          * on bootup.
2506          */
2507         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2508         s->align = align;
2509
2510         /*
2511          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2512          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2513          * each object to conform to the alignment.
2514          */
2515         size = ALIGN(size, align);
2516         s->size = size;
2517         if (forced_order >= 0)
2518                 order = forced_order;
2519         else
2520                 order = calculate_order(size);
2521
2522         if (order < 0)
2523                 return 0;
2524
2525         s->allocflags = 0;
2526         if (order)
2527                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2528
2529         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2530                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2531
2532         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2533                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2534
2535         /*
2536          * Determine the number of objects per slab
2537          */
2538         s->oo = oo_make(order, size);
2539         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2540         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2541                 s->max = s->oo;
2542
2543         return !!oo_objects(s->oo);
2544
2545 }
2546
2547 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2548                 const char *name, size_t size,
2549                 size_t align, unsigned long flags,
2550                 void (*ctor)(void *))
2551 {
2552         memset(s, 0, kmem_size);
2553         s->name = name;
2554         s->ctor = ctor;
2555         s->objsize = size;
2556         s->align = align;
2557         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2558
2559         if (!calculate_sizes(s, -1))
2560                 goto error;
2561         if (disable_higher_order_debug) {
2562                 /*
2563                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2564                  * order increased.
2565                  */
2566                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2567                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2568                         s->offset = 0;
2569                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2570                                 goto error;
2571                 }
2572         }
2573
2574         /*
2575          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2576          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2577          */
2578         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2579         s->refcount = 1;
2580 #ifdef CONFIG_NUMA
2581         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2582 #endif
2583         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2584                 goto error;
2585
2586         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2587                 return 1;
2588
2589         free_kmem_cache_nodes(s);
2590 error:
2591         if (flags & SLAB_PANIC)
2592                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2593                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2594                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2595                         s->offset, flags);
2596         return 0;
2597 }
2598
2599 /*
2600  * Determine the size of a slab object
2601  */
2602 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2603 {
2604         return s->objsize;
2605 }
2606 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2607
2608 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2609 {
2610         return s->name;
2611 }
2612 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2613
2614 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2615                                                         const char *text)
2616 {
2617 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2618         void *addr = page_address(page);
2619         void *p;
2620         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2621                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2622         if (!map)
2623                 return;
2624         slab_err(s, page, "%s", text);
2625         slab_lock(page);
2626         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2627                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2628
2629         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2630
2631                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2632                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2633                                                         p, p - addr);
2634                         print_tracking(s, p);
2635                 }
2636         }
2637         slab_unlock(page);
2638         kfree(map);
2639 #endif
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2644  */
2645 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2646 {
2647         unsigned long flags;
2648         struct page *page, *h;
2649
2650         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2651         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2652                 if (!page->inuse) {
2653                         __remove_partial(n, page);
2654                         discard_slab(s, page);
2655                 } else {
2656                         list_slab_objects(s, page,
2657                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2658                 }
2659         }
2660         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Release all resources used by a slab cache.
2665  */
2666 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2667 {
2668         int node;
2669
2670         flush_all(s);
2671         free_percpu(s->cpu_slab);
2672         /* Attempt to free all objects */
2673         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2674                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2675
2676                 free_partial(s, n);
2677                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2678                         return 1;
2679         }
2680         free_kmem_cache_nodes(s);
2681         return 0;
2682 }
2683
2684 /*
2685  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2686  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2687  */
2688 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2689 {
2690         down_write(&slub_lock);
2691         s->refcount--;
2692         if (!s->refcount) {
2693                 list_del(&s->list);
2694                 if (kmem_cache_close(s)) {
2695                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2696                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2697                         dump_stack();
2698                 }
2699                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2700                         rcu_barrier();
2701                 sysfs_slab_remove(s);
2702         }
2703         up_write(&slub_lock);
2704 }
2705 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2706
2707 /********************************************************************
2708  *              Kmalloc subsystem
2709  *******************************************************************/
2710
2711 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2712 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2713
2714 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2715
2716 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2717 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2718 #endif
2719
2720 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2721 {
2722         get_option(&str, &slub_min_order);
2723
2724         return 1;
2725 }
2726
2727 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2728
2729 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2730 {
2731         get_option(&str, &slub_max_order);
2732         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2733
2734         return 1;
2735 }
2736
2737 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2738
2739 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2740 {
2741         get_option(&str, &slub_min_objects);
2742
2743         return 1;
2744 }
2745
2746 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2747
2748 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2749 {
2750         slub_nomerge = 1;
2751         return 1;
2752 }
2753
2754 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2755
2756 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2757                                                 int size, unsigned int flags)
2758 {
2759         struct kmem_cache *s;
2760
2761         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2762
2763         /*
2764          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2765          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2766          */
2767         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2768                                                                 flags, NULL))
2769                 goto panic;
2770
2771         list_add(&s->list, &slab_caches);
2772         return s;
2773
2774 panic:
2775         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2776         return NULL;
2777 }
2778
2779 /*
2780  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2781  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2782  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2783  * fls.
2784  */
2785 static s8 size_index[24] = {
2786         3,      /* 8 */
2787         4,      /* 16 */
2788         5,      /* 24 */
2789         5,      /* 32 */
2790         6,      /* 40 */
2791         6,      /* 48 */
2792         6,      /* 56 */
2793         6,      /* 64 */
2794         1,      /* 72 */
2795         1,      /* 80 */
2796         1,      /* 88 */
2797         1,      /* 96 */
2798         7,      /* 104 */
2799         7,      /* 112 */
2800         7,      /* 120 */
2801         7,      /* 128 */
2802         2,      /* 136 */
2803         2,      /* 144 */
2804         2,      /* 152 */
2805         2,      /* 160 */
2806         2,      /* 168 */
2807         2,      /* 176 */
2808         2,      /* 184 */
2809         2       /* 192 */
2810 };
2811
2812 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2813 {
2814         return (bytes - 1) / 8;
2815 }
2816
2817 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2818 {
2819         int index;
2820
2821         if (size <= 192) {
2822                 if (!size)
2823                         return ZERO_SIZE_PTR;
2824
2825                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2826         } else
2827                 index = fls(size - 1);
2828
2829 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2830         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2831                 return kmalloc_dma_caches[index];
2832
2833 #endif
2834         return kmalloc_caches[index];
2835 }
2836
2837 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2838 {
2839         struct kmem_cache *s;
2840         void *ret;
2841
2842         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2843                 return kmalloc_large(size, flags);
2844
2845         s = get_slab(size, flags);
2846
2847         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2848                 return s;
2849
2850         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2851
2852         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2853
2854         return ret;
2855 }
2856 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2857
2858 #ifdef CONFIG_NUMA
2859 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2860 {
2861         struct page *page;
2862         void *ptr = NULL;
2863
2864         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2865         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2866         if (page)
2867                 ptr = page_address(page);
2868
2869         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2870         return ptr;
2871 }
2872
2873 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2874 {
2875         struct kmem_cache *s;
2876         void *ret;
2877
2878         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2879                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2880
2881                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2882                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2883                                    flags, node);
2884
2885                 return ret;
2886         }
2887
2888         s = get_slab(size, flags);
2889
2890         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2891                 return s;
2892
2893         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2894
2895         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2896
2897         return ret;
2898 }
2899 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2900 #endif
2901
2902 size_t ksize(const void *object)
2903 {
2904         struct page *page;
2905         struct kmem_cache *s;
2906
2907         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2908                 return 0;
2909
2910         page = virt_to_head_page(object);
2911
2912         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2913                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2914                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2915         }
2916         s = page->slab;
2917
2918 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2919         /*
2920          * Debugging requires use of the padding between object
2921          * and whatever may come after it.
2922          */
2923         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2924                 return s->objsize;
2925
2926 #endif
2927         /*
2928          * If we have the need to store the freelist pointer
2929          * back there or track user information then we can
2930          * only use the space before that information.
2931          */
2932         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2933                 return s->inuse;
2934         /*
2935          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2936          */
2937         return s->size;
2938 }
2939 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2940
2941 void kfree(const void *x)
2942 {
2943         struct page *page;
2944         void *object = (void *)x;
2945
2946         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2947
2948         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2949                 return;
2950
2951         page = virt_to_head_page(x);
2952         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2953                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2954                 kmemleak_free(x);
2955                 put_page(page);
2956                 return;
2957         }
2958         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2959 }
2960 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2961
2962 /*
2963  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2964  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2965  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2966  * and thus they can be removed from the partial lists.
2967  *
2968  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2969  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2970  * are freed in them.
2971  */
2972 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2973 {
2974         int node;
2975         int i;
2976         struct kmem_cache_node *n;
2977         struct page *page;
2978         struct page *t;
2979         int objects = oo_objects(s->max);
2980         struct list_head *slabs_by_inuse =
2981                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2982         unsigned long flags;
2983
2984         if (!slabs_by_inuse)
2985                 return -ENOMEM;
2986
2987         flush_all(s);
2988         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2989                 n = get_node(s, node);
2990
2991                 if (!n->nr_partial)
2992                         continue;
2993
2994                 for (i = 0; i < objects; i++)
2995                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2996
2997                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2998
2999                 /*
3000                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3001                  *
3002                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3003                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3004                  */
3005                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3006                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3007                                 /*
3008                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3009                                  * may have freed the last object and be
3010                                  * waiting to release the slab.
3011                                  */
3012                                 __remove_partial(n, page);
3013                                 slab_unlock(page);
3014                                 discard_slab(s, page);
3015                         } else {
3016                                 list_move(&page->lru,
3017                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3018                         }
3019                 }
3020
3021                 /*
3022                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3023                  * first and the least used slabs at the end.
3024                  */
3025                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3026                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3027
3028                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3029         }
3030
3031         kfree(slabs_by_inuse);
3032         return 0;
3033 }
3034 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3035
3036 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3037 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3038 {
3039         struct kmem_cache *s;
3040
3041         down_read(&slub_lock);
3042         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3043                 kmem_cache_shrink(s);
3044         up_read(&slub_lock);
3045
3046         return 0;
3047 }
3048
3049 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3050 {
3051         struct kmem_cache_node *n;
3052         struct kmem_cache *s;
3053         struct memory_notify *marg = arg;
3054         int offline_node;
3055
3056         offline_node = marg->status_change_nid;
3057
3058         /*
3059          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3060          * for it yet.
3061          */
3062         if (offline_node < 0)
3063                 return;
3064
3065         down_read(&slub_lock);
3066         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3067                 n = get_node(s, offline_node);
3068                 if (n) {
3069                         /*
3070                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3071                          * that is going down. We were unable to free them,
3072                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3073                          * callback. So, we must fail.
3074                          */
3075                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3076
3077                         s->node[offline_node] = NULL;
3078                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3079                 }
3080         }
3081         up_read(&slub_lock);
3082 }
3083
3084 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3085 {
3086         struct kmem_cache_node *n;
3087         struct kmem_cache *s;
3088         struct memory_notify *marg = arg;
3089         int nid = marg->status_change_nid;
3090         int ret = 0;
3091
3092         /*
3093          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3094          * already created. Nothing to do.
3095          */
3096         if (nid < 0)
3097                 return 0;
3098
3099         /*
3100          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3101          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3102          * online.
3103          */
3104         down_read(&slub_lock);
3105         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3106                 /*
3107                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3108                  *      since memory is not yet available from the node that
3109                  *      is brought up.
3110                  */
3111                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3112                 if (!n) {
3113                         ret = -ENOMEM;
3114                         goto out;
3115                 }
3116                 init_kmem_cache_node(n, s);
3117                 s->node[nid] = n;
3118         }
3119 out:
3120         up_read(&slub_lock);
3121         return ret;
3122 }
3123
3124 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3125                                 unsigned long action, void *arg)
3126 {
3127         int ret = 0;
3128
3129         switch (action) {
3130         case MEM_GOING_ONLINE:
3131                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3132                 break;
3133         case MEM_GOING_OFFLINE:
3134                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3135                 break;
3136         case MEM_OFFLINE:
3137         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3138                 slab_mem_offline_callback(arg);
3139                 break;
3140         case MEM_ONLINE:
3141         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3142                 break;
3143         }
3144         if (ret)
3145                 ret = notifier_from_errno(ret);
3146         else
3147                 ret = NOTIFY_OK;
3148         return ret;
3149 }
3150
3151 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3152
3153 /********************************************************************
3154  *                      Basic setup of slabs
3155  *******************************************************************/
3156
3157 /*
3158  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3159  * the page allocator
3160  */
3161
3162 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3163 {
3164         int node;
3165
3166         list_add(&s->list, &slab_caches);
3167         s->refcount = -1;
3168
3169         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3170                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3171                 struct page *p;
3172
3173                 if (n) {
3174                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3175                                 p->slab = s;
3176
3177 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
3178                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3179                                 p->slab = s;
3180 #endif
3181                 }
3182         }
3183 }
3184
3185 void __init kmem_cache_init(void)
3186 {
3187         int i;
3188         int caches = 0;
3189         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3190         int order;
3191         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3192         unsigned long kmalloc_size;
3193
3194         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3195                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3196
3197         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3198         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3199         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3200         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3201
3202         /*
3203          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3204          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3205          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3206          */
3207         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3208
3209         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3210                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3211                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3212
3213         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3214
3215         /* Able to allocate the per node structures */
3216         slab_state = PARTIAL;
3217
3218         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3219         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3220                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3221         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3222         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3223
3224         /*
3225          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3226          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3227          * update any list pointers.
3228          */
3229         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3230
3231         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3232         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3233
3234         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3235
3236         caches++;
3237         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3238         caches++;
3239         /* Free temporary boot structure */
3240         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3241
3242         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3243
3244         /*
3245          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3246          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3247          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3248          *
3249          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3250          * handle the index determination for the smaller caches.
3251          *
3252          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3253          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3254          */
3255         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3256                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3257
3258         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3259                 int elem = size_index_elem(i);
3260                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3261                         break;
3262                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3263         }
3264
3265         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3266                 /*
3267                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3268                  * is 64 byte.
3269                  */
3270                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3271                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3272         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3273                 /*
3274                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3275                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3276                  * instead.
3277                  */
3278                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3279                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3280         }
3281
3282         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3283         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3284                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3285                 caches++;
3286         }
3287
3288         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3289                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3290                 caches++;
3291         }
3292
3293         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3294                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3295                 caches++;
3296         }
3297
3298         slab_state = UP;
3299
3300         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3301         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3302                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3303                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3304         }
3305
3306         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3307                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3308                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3309         }
3310
3311         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3312                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3313
3314                 BUG_ON(!s);
3315                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3316         }
3317
3318 #ifdef CONFIG_SMP
3319         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3320 #endif
3321
3322 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3323         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3324                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3325
3326                 if (s && s->size) {
3327                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3328                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3329
3330                         BUG_ON(!name);
3331                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3332                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3333                 }
3334         }
3335 #endif
3336         printk(KERN_INFO
3337                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3338                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3339                 caches, cache_line_size(),
3340                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3341                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3342 }
3343
3344 void __init kmem_cache_init_late(void)
3345 {
3346 }
3347
3348 /*
3349  * Find a mergeable slab cache
3350  */
3351 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3352 {
3353         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3354                 return 1;
3355
3356         if (s->ctor)
3357                 return 1;
3358
3359         /*
3360          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3361          */
3362         if (s->refcount < 0)
3363                 return 1;
3364
3365         return 0;
3366 }
3367
3368 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3369                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3370                 void (*ctor)(void *))
3371 {
3372         struct kmem_cache *s;
3373
3374         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3375                 return NULL;
3376
3377         if (ctor)
3378                 return NULL;
3379
3380         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3381         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3382         size = ALIGN(size, align);
3383         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3384
3385         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3386                 if (slab_unmergeable(s))
3387                         continue;
3388
3389                 if (size > s->size)
3390                         continue;
3391
3392                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3393                                 continue;
3394                 /*
3395                  * Check if alignment is compatible.
3396                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3397                  */
3398                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3399                         continue;
3400
3401                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3402                         continue;
3403
3404                 return s;
3405         }
3406         return NULL;
3407 }
3408
3409 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3410                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3411 {
3412         struct kmem_cache *s;
3413         char *n;
3414
3415         if (WARN_ON(!name))
3416                 return NULL;
3417
3418         down_write(&slub_lock);
3419         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3420         if (s) {
3421                 s->refcount++;
3422                 /*
3423                  * Adjust the object sizes so that we clear
3424                  * the complete object on kzalloc.
3425                  */
3426                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3427                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3428
3429                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3430                         s->refcount--;
3431                         goto err;
3432                 }
3433                 up_write(&slub_lock);
3434                 return s;
3435         }
3436
3437         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3438         if (!n)
3439                 goto err;
3440
3441         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3442         if (s) {
3443                 if (kmem_cache_open(s, n,
3444                                 size, align, flags, ctor)) {
3445                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3446                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3447                                 list_del(&s->list);
3448                                 kfree(n);
3449                                 kfree(s);
3450                                 goto err;
3451                         }
3452                         up_write(&slub_lock);
3453                         return s;
3454                 }
3455                 kfree(n);
3456                 kfree(s);
3457         }
3458 err:
3459         up_write(&slub_lock);
3460
3461         if (flags & SLAB_PANIC)
3462                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3463         else
3464                 s = NULL;
3465         return s;
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3468
3469 #ifdef CONFIG_SMP
3470 /*
3471  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3472  * necessary.
3473  */
3474 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3475                 unsigned long action, void *hcpu)
3476 {
3477         long cpu = (long)hcpu;
3478         struct kmem_cache *s;
3479         unsigned long flags;
3480
3481         switch (action) {
3482         case CPU_UP_CANCELED:
3483         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3484         case CPU_DEAD:
3485         case CPU_DEAD_FROZEN:
3486                 down_read(&slub_lock);
3487                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3488                         local_irq_save(flags);
3489                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3490                         local_irq_restore(flags);
3491                 }
3492                 up_read(&slub_lock);
3493                 break;
3494         default:
3495                 break;
3496         }
3497         return NOTIFY_OK;
3498 }
3499
3500 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3501         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3502 };
3503
3504 #endif
3505
3506 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3507 {
3508         struct kmem_cache *s;
3509         void *ret;
3510
3511         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3512                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3513
3514         s = get_slab(size, gfpflags);
3515
3516         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3517                 return s;
3518
3519         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3520
3521         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3522         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3523
3524         return ret;
3525 }
3526
3527 #ifdef CONFIG_NUMA
3528 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3529                                         int node, unsigned long caller)
3530 {
3531         struct kmem_cache *s;
3532         void *ret;
3533
3534         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3535                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3536
3537                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3538                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3539                                    gfpflags, node);
3540
3541                 return ret;
3542         }
3543
3544         s = get_slab(size, gfpflags);
3545
3546         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3547                 return s;
3548
3549         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3550
3551         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3552         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3553
3554         return ret;
3555 }
3556 #endif
3557
3558 #ifdef CONFIG_SYSFS
3559 static int count_inuse(struct page *page)
3560 {
3561         return page->inuse;
3562 }
3563
3564 static int count_total(struct page *page)
3565 {
3566         return page->objects;
3567 }
3568 #endif
3569
3570 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3571 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3572                                                 unsigned long *map)
3573 {
3574         void *p;
3575         void *addr = page_address(page);
3576
3577         if (!check_slab(s, page) ||
3578                         !on_freelist(s, page, NULL))
3579                 return 0;
3580
3581         /* Now we know that a valid freelist exists */
3582         bitmap_zero(map, page->objects);
3583
3584         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3585                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3586                 if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3587                         return 0;
3588         }
3589
3590         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3591                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3592                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3593                                 return 0;
3594         return 1;
3595 }
3596
3597 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3598                                                 unsigned long *map)
3599 {
3600         if (slab_trylock(page)) {
3601                 validate_slab(s, page, map);
3602                 slab_unlock(page);
3603         } else
3604                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3605                         s->name, page);
3606 }
3607
3608 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3609                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3610 {
3611         unsigned long count = 0;
3612         struct page *page;
3613         unsigned long flags;
3614
3615         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3616
3617         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3618                 validate_slab_slab(s, page, map);
3619                 count++;
3620         }
3621         if (count != n->nr_partial)
3622                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3623                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3624
3625         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3626                 goto out;
3627
3628         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3629                 validate_slab_slab(s, page, map);
3630                 count++;
3631         }
3632         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3633                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3634                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3635                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3636
3637 out:
3638         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3639         return count;
3640 }
3641
3642 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3643 {
3644         int node;
3645         unsigned long count = 0;
3646         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3647                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3648
3649         if (!map)
3650                 return -ENOMEM;
3651
3652         flush_all(s);
3653         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3654                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3655
3656                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3657         }
3658         kfree(map);
3659         return count;
3660 }
3661 /*
3662  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3663  * and freed.
3664  */
3665
3666 struct location {
3667         unsigned long count;
3668         unsigned long addr;
3669         long long sum_time;
3670         long min_time;
3671         long max_time;
3672         long min_pid;
3673         long max_pid;
3674         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3675         nodemask_t nodes;
3676 };
3677
3678 struct loc_track {
3679         unsigned long max;
3680         unsigned long count;
3681         struct location *loc;
3682 };
3683
3684 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3685 {
3686         if (t->max)
3687                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3688                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3689 }
3690
3691 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3692 {
3693         struct location *l;
3694         int order;
3695
3696         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3697
3698         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3699         if (!l)
3700                 return 0;
3701
3702         if (t->count) {
3703                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3704                 free_loc_track(t);
3705         }
3706         t->max = max;
3707         t->loc = l;
3708         return 1;
3709 }
3710
3711 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3712                                 const struct track *track)
3713 {
3714         long start, end, pos;
3715         struct location *l;
3716         unsigned long caddr;
3717         unsigned long age = jiffies - track->when;
3718
3719         start = -1;
3720         end = t->count;
3721
3722         for ( ; ; ) {
3723                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3724
3725                 /*
3726                  * There is nothing at "end". If we end up there
3727                  * we need to add something to before end.
3728                  */
3729                 if (pos == end)
3730                         break;
3731
3732                 caddr = t->loc[pos].addr;
3733                 if (track->addr == caddr) {
3734
3735                         l = &t->loc[pos];
3736                         l->count++;
3737                         if (track->when) {
3738                                 l->sum_time += age;
3739                                 if (age < l->min_time)
3740                                         l->min_time = age;
3741                                 if (age > l->max_time)
3742                                         l->max_time = age;
3743
3744                                 if (track->pid < l->min_pid)
3745                                         l->min_pid = track->pid;
3746                                 if (track->pid > l->max_pid)
3747                                         l->max_pid = track->pid;
3748
3749                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3750                                                 to_cpumask(l->cpus));
3751                         }
3752                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3753                         return 1;
3754                 }
3755
3756                 if (track->addr < caddr)
3757                         end = pos;
3758                 else
3759                         start = pos;
3760         }
3761
3762         /*
3763          * Not found. Insert new tracking element.
3764          */
3765         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3766                 return 0;
3767
3768         l = t->loc + pos;
3769         if (pos < t->count)
3770                 memmove(l + 1, l,
3771                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3772         t->count++;
3773         l->count = 1;
3774         l->addr = track->addr;
3775         l->sum_time = age;
3776         l->min_time = age;
3777         l->max_time = age;
3778         l->min_pid = track->pid;
3779         l->max_pid = track->pid;
3780         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3781         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3782         nodes_clear(l->nodes);
3783         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3784         return 1;
3785 }
3786
3787 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3788                 struct page *page, enum track_item alloc,
3789                 unsigned long *map)
3790 {
3791         void *addr = page_address(page);
3792         void *p;
3793
3794         bitmap_zero(map, page->objects);
3795         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3796                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3797
3798         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3799                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3800                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3801 }
3802
3803 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3804                                         enum track_item alloc)
3805 {
3806         int len = 0;
3807         unsigned long i;
3808         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3809         int node;
3810         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3811                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3812
3813         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3814                                      GFP_TEMPORARY)) {
3815                 kfree(map);
3816                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3817         }
3818         /* Push back cpu slabs */
3819         flush_all(s);
3820
3821         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3822                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3823                 unsigned long flags;
3824                 struct page *page;
3825
3826                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3827                         continue;
3828
3829                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3830                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3831                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3832                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3833                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3834                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3835         }
3836
3837         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3838                 struct location *l = &t.loc[i];
3839
3840                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3841                         break;
3842                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3843
3844                 if (l->addr)
3845                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3846                 else
3847                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3848
3849                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3850                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3851                                 l->min_time,
3852                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3853                                 l->max_time);
3854                 } else
3855                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3856                                 l->min_time);
3857
3858                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3859                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3860                                 l->min_pid, l->max_pid);
3861                 else
3862                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3863                                 l->min_pid);
3864
3865                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3866                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3867                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3868                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3869                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3870                                                  to_cpumask(l->cpus));
3871                 }
3872
3873                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3874                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3875                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3876                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3877                                         l->nodes);
3878                 }
3879
3880                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3881         }
3882
3883         free_loc_track(&t);
3884         kfree(map);
3885         if (!t.count)
3886                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3887         return len;
3888 }
3889 #endif
3890
3891 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3892 static void resiliency_test(void)
3893 {
3894         u8 *p;
3895
3896         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3897
3898         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3899         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3900         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3901
3902         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3903         p[16] = 0x12;
3904         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3905                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3906
3907         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3908
3909         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3910         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3911         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3912         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3913                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3914         printk(KERN_ERR
3915                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3916
3917         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3918         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3919         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3920         *p = 0x56;
3921         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3922                                                                         p);
3923         printk(KERN_ERR
3924                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3925         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3926
3927         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3928         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3929         kfree(p);
3930         *p = 0x78;
3931         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3932         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3933
3934         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3935         kfree(p);
3936         p[50] = 0x9a;
3937         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3938                         p);
3939         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3940
3941         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3942         kfree(p);
3943         p[512] = 0xab;
3944         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3945         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3946 }
3947 #else
3948 #ifdef CONFIG_SYSFS
3949 static void resiliency_test(void) {};
3950 #endif
3951 #endif
3952
3953 #ifdef CONFIG_SYSFS
3954 enum slab_stat_type {
3955         SL_ALL,                 /* All slabs */
3956         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3957         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3958         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3959         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3960 };
3961
3962 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3963 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3964 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3965 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3966 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3967
3968 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3969                             char *buf, unsigned long flags)
3970 {
3971         unsigned long total = 0;
3972         int node;
3973         int x;
3974         unsigned long *nodes;
3975         unsigned long *per_cpu;
3976
3977         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3978         if (!nodes)
3979                 return -ENOMEM;
3980         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3981
3982         if (flags & SO_CPU) {
3983                 int cpu;
3984
3985                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3986                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3987
3988                         if (!c || c->node < 0)
3989                                 continue;
3990
3991                         if (c->page) {
3992                                         if (flags & SO_TOTAL)
3993                                                 x = c->page->objects;
3994                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3995                                         x = c->page->inuse;
3996                                 else
3997                                         x = 1;
3998
3999                                 total += x;
4000                                 nodes[c->node] += x;
4001                         }
4002                         per_cpu[c->node]++;
4003                 }
4004         }
4005
4006         lock_memory_hotplug();
4007 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4008         if (flags & SO_ALL) {
4009                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4010                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4011
4012                 if (flags & SO_TOTAL)
4013                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4014                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4015                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4016                                 count_partial(n, count_free);
4017
4018                         else
4019                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4020                         total += x;
4021                         nodes[node] += x;
4022                 }
4023
4024         } else
4025 #endif
4026         if (flags & SO_PARTIAL) {
4027                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4028                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4029
4030                         if (flags & SO_TOTAL)
4031                                 x = count_partial(n, count_total);
4032                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4033                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4034                         else
4035                                 x = n->nr_partial;
4036                         total += x;
4037                         nodes[node] += x;
4038                 }
4039         }
4040         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4041 #ifdef CONFIG_NUMA
4042         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4043                 if (nodes[node])
4044                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4045                                         node, nodes[node]);
4046 #endif
4047         unlock_memory_hotplug();
4048         kfree(nodes);
4049         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4050 }
4051
4052 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4053 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4054 {
4055         int node;
4056
4057         for_each_online_node(node) {
4058                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4059
4060                 if (!n)
4061                         continue;
4062
4063                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4064                         return 1;
4065         }
4066         return 0;
4067 }
4068 #endif
4069
4070 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4071 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4072
4073 struct slab_attribute {
4074         struct attribute attr;
4075         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4076         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4077 };
4078
4079 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4080         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4081
4082 #define SLAB_ATTR(_name) \
4083         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4084         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4085
4086 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4087 {
4088         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4089 }
4090 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4091
4092 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4093 {
4094         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4095 }
4096 SLAB_ATTR_RO(align);
4097
4098 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4099 {
4100         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4101 }
4102 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4103
4104 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4105 {
4106         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4107 }
4108 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4109
4110 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4111                                 const char *buf, size_t length)
4112 {
4113         unsigned long order;
4114         int err;
4115
4116         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4117         if (err)
4118                 return err;
4119
4120         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4121                 return -EINVAL;
4122
4123         calculate_sizes(s, order);
4124         return length;
4125 }
4126
4127 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4128 {
4129         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4130 }
4131 SLAB_ATTR(order);
4132
4133 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4136 }
4137
4138 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4139                                  size_t length)
4140 {
4141         unsigned long min;
4142         int err;
4143
4144         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4145         if (err)
4146                 return err;
4147
4148         set_min_partial(s, min);
4149         return length;
4150 }
4151 SLAB_ATTR(min_partial);
4152
4153 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4154 {
4155         if (!s->ctor)
4156                 return 0;
4157         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4158 }
4159 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4160
4161 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4162 {
4163         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4164 }
4165 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4166
4167 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4168 {
4169         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4170 }
4171 SLAB_ATTR_RO(partial);
4172
4173 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4174 {
4175         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4176 }
4177 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4178
4179 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4180 {
4181         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4182 }
4183 SLAB_ATTR_RO(objects);
4184
4185 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4186 {
4187         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4188 }
4189 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4190
4191 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4192 {
4193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4194 }
4195
4196 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4197                                 const char *buf, size_t length)
4198 {
4199         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4200         if (buf[0] == '1')
4201                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4202         return length;
4203 }
4204 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4205
4206 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4207 {
4208         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4209 }
4210 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4211
4212 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4213 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4214 {
4215         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4216 }
4217 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4218 #endif
4219
4220 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4221 {
4222         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4223 }
4224 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4225
4226 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4227 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4228 {
4229         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4230 }
4231 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4232
4233 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4234 {
4235         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4236 }
4237 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4238
4239 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4240 {
4241         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4242 }
4243
4244 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4245                                 const char *buf, size_t length)
4246 {
4247         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4248         if (buf[0] == '1')
4249                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4250         return length;
4251 }
4252 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4253
4254 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4255 {
4256         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4257 }
4258
4259 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4260                                                         size_t length)
4261 {
4262         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4263         if (buf[0] == '1')
4264                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4265         return length;
4266 }
4267 SLAB_ATTR(trace);
4268
4269 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4270 {
4271         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4272 }
4273
4274 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4275                                 const char *buf, size_t length)
4276 {
4277         if (any_slab_objects(s))
4278                 return -EBUSY;
4279
4280         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4281         if (buf[0] == '1')
4282                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4283         calculate_sizes(s, -1);
4284         return length;
4285 }
4286 SLAB_ATTR(red_zone);
4287
4288 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4289 {
4290         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4291 }
4292
4293 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4294                                 const char *buf, size_t length)
4295 {
4296         if (any_slab_objects(s))
4297                 return -EBUSY;
4298
4299         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4300         if (buf[0] == '1')
4301                 s->flags |= SLAB_POISON;
4302         calculate_sizes(s, -1);
4303         return length;
4304 }
4305 SLAB_ATTR(poison);
4306
4307 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4308 {
4309         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4310 }
4311
4312 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4313                                 const char *buf, size_t length)
4314 {
4315         if (any_slab_objects(s))
4316                 return -EBUSY;
4317
4318         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4319         if (buf[0] == '1')
4320                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4321         calculate_sizes(s, -1);
4322         return length;
4323 }
4324 SLAB_ATTR(store_user);
4325
4326 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4327 {
4328         return 0;
4329 }
4330
4331 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4332                         const char *buf, size_t length)
4333 {
4334         int ret = -EINVAL;
4335
4336         if (buf[0] == '1') {
4337                 ret = validate_slab_cache(s);
4338                 if (ret >= 0)
4339                         ret = length;
4340         }
4341         return ret;
4342 }
4343 SLAB_ATTR(validate);
4344
4345 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4346 {
4347         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4348                 return -ENOSYS;
4349         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4350 }
4351 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4352
4353 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4354 {
4355         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4356                 return -ENOSYS;
4357         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4358 }
4359 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4360 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4361
4362 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4363 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4364 {
4365         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4366 }
4367
4368 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4369                                                         size_t length)
4370 {
4371         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4372         if (buf[0] == '1')
4373                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4374         return length;
4375 }
4376 SLAB_ATTR(failslab);
4377 #endif
4378
4379 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4380 {
4381         return 0;
4382 }
4383
4384 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4385                         const char *buf, size_t length)
4386 {
4387         if (buf[0] == '1') {
4388                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4389
4390                 if (rc)
4391                         return rc;
4392         } else
4393                 return -EINVAL;
4394         return length;
4395 }
4396 SLAB_ATTR(shrink);
4397
4398 #ifdef CONFIG_NUMA
4399 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4400 {
4401         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4402 }
4403
4404 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4405                                 const char *buf, size_t length)
4406 {
4407         unsigned long ratio;
4408         int err;
4409
4410         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4411         if (err)
4412                 return err;
4413
4414         if (ratio <= 100)
4415                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4416
4417         return length;
4418 }
4419 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4420 #endif
4421
4422 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4423 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4424 {
4425         unsigned long sum  = 0;
4426         int cpu;
4427         int len;
4428         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4429
4430         if (!data)
4431                 return -ENOMEM;
4432
4433         for_each_online_cpu(cpu) {
4434                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4435
4436                 data[cpu] = x;
4437                 sum += x;
4438         }
4439
4440         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4441
4442 #ifdef CONFIG_SMP
4443         for_each_online_cpu(cpu) {
4444                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4445                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4446         }
4447 #endif
4448         kfree(data);
4449         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4450 }
4451
4452 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4453 {
4454         int cpu;
4455
4456         for_each_online_cpu(cpu)
4457                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4458 }
4459
4460 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4461 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4462 {                                                               \
4463         return show_stat(s, buf, si);                           \
4464 }                                                               \
4465 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4466                                 const char *buf, size_t length) \
4467 {                                                               \
4468         if (buf[0] != '0')                                      \
4469                 return -EINVAL;                                 \
4470         clear_stat(s, si);                                      \
4471         return length;                                          \
4472 }                                                               \
4473 SLAB_ATTR(text);                                                \
4474
4475 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4476 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4477 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4478 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4479 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4480 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4481 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4482 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4483 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4484 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4485 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4486 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4487 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4488 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4489 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4490 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4491 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4492 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4493 #endif
4494
4495 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4496         &slab_size_attr.attr,
4497         &object_size_attr.attr,
4498         &objs_per_slab_attr.attr,
4499         &order_attr.attr,
4500         &min_partial_attr.attr,
4501         &objects_attr.attr,
4502         &objects_partial_attr.attr,
4503         &partial_attr.attr,
4504         &cpu_slabs_attr.attr,
4505         &ctor_attr.attr,
4506         &aliases_attr.attr,
4507         &align_attr.attr,
4508         &hwcache_align_attr.attr,
4509         &reclaim_account_attr.attr,
4510         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4511         &shrink_attr.attr,
4512 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4513         &total_objects_attr.attr,
4514         &slabs_attr.attr,
4515         &sanity_checks_attr.attr,
4516         &trace_attr.attr,
4517         &red_zone_attr.attr,
4518         &poison_attr.attr,
4519         &store_user_attr.attr,
4520         &validate_attr.attr,
4521         &alloc_calls_attr.attr,
4522         &free_calls_attr.attr,
4523 #endif
4524 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4525         &cache_dma_attr.attr,
4526 #endif
4527 #ifdef CONFIG_NUMA
4528         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4529 #endif
4530 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4531         &alloc_fastpath_attr.attr,
4532         &alloc_slowpath_attr.attr,
4533         &free_fastpath_attr.attr,
4534         &free_slowpath_attr.attr,
4535         &free_frozen_attr.attr,
4536         &free_add_partial_attr.attr,
4537         &free_remove_partial_attr.attr,
4538         &alloc_from_partial_attr.attr,
4539         &alloc_slab_attr.attr,
4540         &alloc_refill_attr.attr,
4541         &free_slab_attr.attr,
4542         &cpuslab_flush_attr.attr,
4543         &deactivate_full_attr.attr,
4544         &deactivate_empty_attr.attr,
4545         &deactivate_to_head_attr.attr,
4546         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4547         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4548         &order_fallback_attr.attr,
4549 #endif
4550 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4551         &failslab_attr.attr,
4552 #endif
4553
4554         NULL
4555 };
4556
4557 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4558         .attrs = slab_attrs,
4559 };
4560
4561 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4562                                 struct attribute *attr,
4563                                 char *buf)
4564 {
4565         struct slab_attribute *attribute;
4566         struct kmem_cache *s;
4567         int err;
4568
4569         attribute = to_slab_attr(attr);
4570         s = to_slab(kobj);
4571
4572         if (!attribute->show)
4573                 return -EIO;
4574
4575         err = attribute->show(s, buf);
4576
4577         return err;
4578 }
4579
4580 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4581                                 struct attribute *attr,
4582                                 const char *buf, size_t len)
4583 {
4584         struct slab_attribute *attribute;
4585         struct kmem_cache *s;
4586         int err;
4587
4588         attribute = to_slab_attr(attr);
4589         s = to_slab(kobj);
4590
4591         if (!attribute->store)
4592                 return -EIO;
4593
4594         err = attribute->store(s, buf, len);
4595
4596         return err;
4597 }
4598
4599 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4600 {
4601         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4602
4603         kfree(s->name);
4604         kfree(s);
4605 }
4606
4607 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4608         .show = slab_attr_show,
4609         .store = slab_attr_store,
4610 };
4611
4612 static struct kobj_type slab_ktype = {
4613         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4614         .release = kmem_cache_release
4615 };
4616
4617 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4618 {
4619         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4620
4621         if (ktype == &slab_ktype)
4622                 return 1;
4623         return 0;
4624 }
4625
4626 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4627         .filter = uevent_filter,
4628 };
4629
4630 static struct kset *slab_kset;
4631
4632 #define ID_STR_LENGTH 64
4633
4634 /* Create a unique string id for a slab cache:
4635  *
4636  * Format       :[flags-]size
4637  */
4638 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4639 {
4640         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4641         char *p = name;
4642
4643         BUG_ON(!name);
4644
4645         *p++ = ':';
4646         /*
4647          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4648          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4649          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4650          * are matched during merging to guarantee that the id is
4651          * unique.
4652          */
4653         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4654                 *p++ = 'd';
4655         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4656                 *p++ = 'a';
4657         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4658                 *p++ = 'F';
4659         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4660                 *p++ = 't';
4661         if (p != name + 1)
4662                 *p++ = '-';
4663         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4664         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4665         return name;
4666 }
4667
4668 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4669 {
4670         int err;
4671         const char *name;
4672         int unmergeable;
4673
4674         if (slab_state < SYSFS)
4675                 /* Defer until later */
4676                 return 0;
4677
4678         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4679         if (unmergeable) {
4680                 /*
4681                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4682                  * This is typically the case for debug situations. In that
4683                  * case we can catch duplicate names easily.
4684                  */
4685                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4686                 name = s->name;
4687         } else {
4688                 /*
4689                  * Create a unique name for the slab as a target
4690                  * for the symlinks.
4691                  */
4692                 name = create_unique_id(s);
4693         }
4694
4695         s->kobj.kset = slab_kset;
4696         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4697         if (err) {
4698                 kobject_put(&s->kobj);
4699                 return err;
4700         }
4701
4702         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4703         if (err) {
4704                 kobject_del(&s->kobj);
4705                 kobject_put(&s->kobj);
4706                 return err;
4707         }
4708         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4709         if (!unmergeable) {
4710                 /* Setup first alias */
4711                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4712                 kfree(name);
4713         }
4714         return 0;
4715 }
4716
4717 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4718 {
4719         if (slab_state < SYSFS)
4720                 /*
4721                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4722                  * cache from sysfs.
4723                  */
4724                 return;
4725
4726         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4727         kobject_del(&s->kobj);
4728         kobject_put(&s->kobj);
4729 }
4730
4731 /*
4732  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4733  * available lest we lose that information.
4734  */
4735 struct saved_alias {
4736         struct kmem_cache *s;
4737         const char *name;
4738         struct saved_alias *next;
4739 };
4740
4741 static struct saved_alias *alias_list;
4742
4743 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4744 {
4745         struct saved_alias *al;
4746
4747         if (slab_state == SYSFS) {
4748                 /*
4749                  * If we have a leftover link then remove it.
4750                  */
4751                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4752                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4753         }
4754
4755         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4756         if (!al)
4757                 return -ENOMEM;
4758
4759         al->s = s;
4760         al->name = name;
4761         al->next = alias_list;
4762         alias_list = al;
4763         return 0;
4764 }
4765
4766 static int __init slab_sysfs_init(void)
4767 {
4768         struct kmem_cache *s;
4769         int err;
4770
4771         down_write(&slub_lock);
4772
4773         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4774         if (!slab_kset) {
4775                 up_write(&slub_lock);
4776                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4777                 return -ENOSYS;
4778         }
4779
4780         slab_state = SYSFS;
4781
4782         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4783                 err = sysfs_slab_add(s);
4784                 if (err)
4785                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4786                                                 " to sysfs\n", s->name);
4787         }
4788
4789         while (alias_list) {
4790                 struct saved_alias *al = alias_list;
4791
4792                 alias_list = alias_list->next;
4793                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4794                 if (err)
4795                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4796                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4797                 kfree(al);
4798         }
4799
4800         up_write(&slub_lock);
4801         resiliency_test();
4802         return 0;
4803 }
4804
4805 __initcall(slab_sysfs_init);
4806 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4807
4808 /*
4809  * The /proc/slabinfo ABI
4810  */
4811 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4812 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4813 {
4814         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4815         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4816                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4817         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4818         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4819         seq_putc(m, '\n');
4820 }
4821
4822 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4823 {
4824         loff_t n = *pos;
4825
4826         down_read(&slub_lock);
4827         if (!n)
4828                 print_slabinfo_header(m);
4829
4830         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4831 }
4832
4833 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4834 {
4835         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4836 }
4837
4838 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4839 {
4840         up_read(&slub_lock);
4841 }
4842
4843 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4844 {
4845         unsigned long nr_partials = 0;
4846         unsigned long nr_slabs = 0;
4847         unsigned long nr_inuse = 0;
4848         unsigned long nr_objs = 0;
4849         unsigned long nr_free = 0;
4850         struct kmem_cache *s;
4851         int node;
4852
4853         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4854
4855         for_each_online_node(node) {
4856                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4857
4858                 if (!n)
4859                         continue;
4860
4861                 nr_partials += n->nr_partial;
4862                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4863                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4864                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4865         }
4866
4867         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4868
4869         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4870                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4871                    (1 << oo_order(s->oo)));
4872         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4873         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4874                    0UL);
4875         seq_putc(m, '\n');
4876         return 0;
4877 }
4878
4879 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4880         .start = s_start,
4881         .next = s_next,
4882         .stop = s_stop,
4883         .show = s_show,
4884 };
4885
4886 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4887 {
4888         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4889 }
4890
4891 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4892         .open           = slabinfo_open,
4893         .read           = seq_read,
4894         .llseek         = seq_lseek,
4895         .release        = seq_release,
4896 };
4897
4898 static int __init slab_proc_init(void)
4899 {
4900         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4901         return 0;
4902 }
4903 module_init(slab_proc_init);
4904 #endif /* CONFIG_SLABINFO */