cpuset: mm: reduce large amounts of memory barrier related damage v3
[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 or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32
33 #include <trace/events/kmem.h>
34
35 /*
36  * Lock order:
37  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
38  *   2. node->list_lock
39  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
40  *
41  *   slub_lock
42  *
43  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
44  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
45  *
46  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
47  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
48  *   double word in the page struct. Meaning
49  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
50  *      B. page->counters       -> Counters of objects
51  *      C. page->frozen         -> frozen state
52  *
53  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
54  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
55  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
56  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
57  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
58  *
59  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
60  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
61  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
62  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
63  *   modified without taking the list lock).
64  *
65  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
66  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
67  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
68  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
69  *   the list lock.
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
199 struct track {
200         unsigned long addr;     /* Called from address */
201 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
202         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
203 #endif
204         int cpu;                /* Was running on cpu */
205         int pid;                /* Pid context */
206         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
207 };
208
209 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
210
211 #ifdef CONFIG_SYSFS
212 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
213 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
215
216 #else
217 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
218 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
219                                                         { return 0; }
220 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
221 {
222         kfree(s->name);
223         kfree(s);
224 }
225
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 int slab_is_available(void)
240 {
241         return slab_state >= UP;
242 }
243
244 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
245 {
246         return s->node[node];
247 }
248
249 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
250 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
251                                 struct page *page, const void *object)
252 {
253         void *base;
254
255         if (!object)
256                 return 1;
257
258         base = page_address(page);
259         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
260                 (object - base) % s->size) {
261                 return 0;
262         }
263
264         return 1;
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return *(void **)(object + s->offset);
270 }
271
272 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         void *p;
275
276 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
277         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
278 #else
279         p = get_freepointer(s, object);
280 #endif
281         return p;
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Determine object index from a given position */
295 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
296 {
297         return (p - addr) / s->size;
298 }
299
300 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
301 {
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303         /*
304          * Debugging requires use of the padding between object
305          * and whatever may come after it.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
308                 return s->objsize;
309
310 #endif
311         /*
312          * If we have the need to store the freelist pointer
313          * back there or track user information then we can
314          * only use the space before that information.
315          */
316         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
317                 return s->inuse;
318         /*
319          * Else we can use all the padding etc for the allocation
320          */
321         return s->size;
322 }
323
324 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
325 {
326         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
327 }
328
329 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
330                 unsigned long size, int reserved)
331 {
332         struct kmem_cache_order_objects x = {
333                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
334         };
335
336         return x;
337 }
338
339 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
340 {
341         return x.x >> OO_SHIFT;
342 }
343
344 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x & OO_MASK;
347 }
348
349 /*
350  * Per slab locking using the pagelock
351  */
352 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
353 {
354         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
355 }
356
357 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
358 {
359         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
363 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
364                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
365                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
366                 const char *n)
367 {
368         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
369 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
370         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
371                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
372                         freelist_old, counters_old,
373                         freelist_new, counters_new))
374                 return 1;
375         } else
376 #endif
377         {
378                 slab_lock(page);
379                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
380                         page->freelist = freelist_new;
381                         page->counters = counters_new;
382                         slab_unlock(page);
383                         return 1;
384                 }
385                 slab_unlock(page);
386         }
387
388         cpu_relax();
389         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
390
391 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
392         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
393 #endif
394
395         return 0;
396 }
397
398 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
399                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
400                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
401                 const char *n)
402 {
403 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
404         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
405                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
406                         freelist_old, counters_old,
407                         freelist_new, counters_new))
408                 return 1;
409         } else
410 #endif
411         {
412                 unsigned long flags;
413
414                 local_irq_save(flags);
415                 slab_lock(page);
416                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
417                         page->freelist = freelist_new;
418                         page->counters = counters_new;
419                         slab_unlock(page);
420                         local_irq_restore(flags);
421                         return 1;
422                 }
423                 slab_unlock(page);
424                 local_irq_restore(flags);
425         }
426
427         cpu_relax();
428         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
429
430 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
431         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
432 #endif
433
434         return 0;
435 }
436
437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
438 /*
439  * Determine a map of object in use on a page.
440  *
441  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
442  * not vanish from under us.
443  */
444 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
445 {
446         void *p;
447         void *addr = page_address(page);
448
449         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
450                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
451 }
452
453 /*
454  * Debug settings:
455  */
456 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
457 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
458 #else
459 static int slub_debug;
460 #endif
461
462 static char *slub_debug_slabs;
463 static int disable_higher_order_debug;
464
465 /*
466  * Object debugging
467  */
468 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
469 {
470         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
471                         length, 1);
472 }
473
474 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
475         enum track_item alloc)
476 {
477         struct track *p;
478
479         if (s->offset)
480                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
481         else
482                 p = object + s->inuse;
483
484         return p + alloc;
485 }
486
487 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
488                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
489 {
490         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
491
492         if (addr) {
493 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
494                 struct stack_trace trace;
495                 int i;
496
497                 trace.nr_entries = 0;
498                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
499                 trace.entries = p->addrs;
500                 trace.skip = 3;
501                 save_stack_trace(&trace);
502
503                 /* See rant in lockdep.c */
504                 if (trace.nr_entries != 0 &&
505                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
506                         trace.nr_entries--;
507
508                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
509                         p->addrs[i] = 0;
510 #endif
511                 p->addr = addr;
512                 p->cpu = smp_processor_id();
513                 p->pid = current->pid;
514                 p->when = jiffies;
515         } else
516                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
517 }
518
519 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
520 {
521         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
522                 return;
523
524         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
525         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
526 }
527
528 static void print_track(const char *s, struct track *t)
529 {
530         if (!t->addr)
531                 return;
532
533         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
534                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
535 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
536         {
537                 int i;
538                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
539                         if (t->addrs[i])
540                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
541                         else
542                                 break;
543         }
544 #endif
545 }
546
547 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
548 {
549         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
550                 return;
551
552         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
553         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
554 }
555
556 static void print_page_info(struct page *page)
557 {
558         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
559                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
560
561 }
562
563 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
564 {
565         va_list args;
566         char buf[100];
567
568         va_start(args, fmt);
569         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
570         va_end(args);
571         printk(KERN_ERR "========================================"
572                         "=====================================\n");
573         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
574         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
575                         "-------------------------------------\n\n");
576 }
577
578 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
579 {
580         va_list args;
581         char buf[100];
582
583         va_start(args, fmt);
584         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
585         va_end(args);
586         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
587 }
588
589 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
590 {
591         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
592         u8 *addr = page_address(page);
593
594         print_tracking(s, p);
595
596         print_page_info(page);
597
598         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
599                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
600
601         if (p > addr + 16)
602                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
603
604         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
605                                 PAGE_SIZE));
606         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
607                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
608                         s->inuse - s->objsize);
609
610         if (s->offset)
611                 off = s->offset + sizeof(void *);
612         else
613                 off = s->inuse;
614
615         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
616                 off += 2 * sizeof(struct track);
617
618         if (off != s->size)
619                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
620                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
621
622         dump_stack();
623 }
624
625 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
626                         u8 *object, char *reason)
627 {
628         slab_bug(s, "%s", reason);
629         print_trailer(s, page, object);
630 }
631
632 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
633 {
634         va_list args;
635         char buf[100];
636
637         va_start(args, fmt);
638         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
639         va_end(args);
640         slab_bug(s, "%s", buf);
641         print_page_info(page);
642         dump_stack();
643 }
644
645 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
646 {
647         u8 *p = object;
648
649         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
650                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
651                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
652         }
653
654         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
655                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
656 }
657
658 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
659                                                 void *from, void *to)
660 {
661         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
662         memset(from, data, to - from);
663 }
664
665 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
666                         u8 *object, char *what,
667                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
668 {
669         u8 *fault;
670         u8 *end;
671
672         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
673         if (!fault)
674                 return 1;
675
676         end = start + bytes;
677         while (end > fault && end[-1] == value)
678                 end--;
679
680         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
681         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
682                                         fault, end - 1, fault[0], value);
683         print_trailer(s, page, object);
684
685         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
686         return 0;
687 }
688
689 /*
690  * Object layout:
691  *
692  * object address
693  *      Bytes of the object to be managed.
694  *      If the freepointer may overlay the object then the free
695  *      pointer is the first word of the object.
696  *
697  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
698  *      0xa5 (POISON_END)
699  *
700  * object + s->objsize
701  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
702  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
703  *      objsize == inuse.
704  *
705  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
706  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
707  *
708  * object + s->inuse
709  *      Meta data starts here.
710  *
711  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
712  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
713  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
714  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
715  *              before the word boundary.
716  *
717  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
718  *
719  * object + s->size
720  *      Nothing is used beyond s->size.
721  *
722  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
723  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
724  * may be used with merged slabcaches.
725  */
726
727 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
728 {
729         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
730
731         if (s->offset)
732                 /* Freepointer is placed after the object. */
733                 off += sizeof(void *);
734
735         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
736                 /* We also have user information there */
737                 off += 2 * sizeof(struct track);
738
739         if (s->size == off)
740                 return 1;
741
742         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
743                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
744 }
745
746 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
747 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
748 {
749         u8 *start;
750         u8 *fault;
751         u8 *end;
752         int length;
753         int remainder;
754
755         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
756                 return 1;
757
758         start = page_address(page);
759         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
760         end = start + length;
761         remainder = length % s->size;
762         if (!remainder)
763                 return 1;
764
765         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
766         if (!fault)
767                 return 1;
768         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
769                 end--;
770
771         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
772         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
773
774         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
775         return 0;
776 }
777
778 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
779                                         void *object, u8 val)
780 {
781         u8 *p = object;
782         u8 *endobject = object + s->objsize;
783
784         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
785                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
786                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
787                         return 0;
788         } else {
789                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
790                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
791                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
792                 }
793         }
794
795         if (s->flags & SLAB_POISON) {
796                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
797                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
798                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
799                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
800                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
801                         return 0;
802                 /*
803                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
804                  */
805                 check_pad_bytes(s, page, p);
806         }
807
808         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
809                 /*
810                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
811                  * freepointer while object is allocated.
812                  */
813                 return 1;
814
815         /* Check free pointer validity */
816         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
817                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
818                 /*
819                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
820                  * of the free objects in this slab. May cause
821                  * another error because the object count is now wrong.
822                  */
823                 set_freepointer(s, p, NULL);
824                 return 0;
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
830 {
831         int maxobj;
832
833         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
834
835         if (!PageSlab(page)) {
836                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
837                 return 0;
838         }
839
840         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
841         if (page->objects > maxobj) {
842                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
843                         s->name, page->objects, maxobj);
844                 return 0;
845         }
846         if (page->inuse > page->objects) {
847                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
848                         s->name, page->inuse, page->objects);
849                 return 0;
850         }
851         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
852         slab_pad_check(s, page);
853         return 1;
854 }
855
856 /*
857  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
858  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
859  */
860 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
861 {
862         int nr = 0;
863         void *fp;
864         void *object = NULL;
865         unsigned long max_objects;
866
867         fp = page->freelist;
868         while (fp && nr <= page->objects) {
869                 if (fp == search)
870                         return 1;
871                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
872                         if (object) {
873                                 object_err(s, page, object,
874                                         "Freechain corrupt");
875                                 set_freepointer(s, object, NULL);
876                                 break;
877                         } else {
878                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
879                                 page->freelist = NULL;
880                                 page->inuse = page->objects;
881                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
882                                 return 0;
883                         }
884                         break;
885                 }
886                 object = fp;
887                 fp = get_freepointer(s, object);
888                 nr++;
889         }
890
891         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
892         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
893                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
894
895         if (page->objects != max_objects) {
896                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
897                         "should be %d", page->objects, max_objects);
898                 page->objects = max_objects;
899                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
900         }
901         if (page->inuse != page->objects - nr) {
902                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
903                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
904                 page->inuse = page->objects - nr;
905                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
906         }
907         return search == NULL;
908 }
909
910 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
911                                                                 int alloc)
912 {
913         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
914                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
915                         s->name,
916                         alloc ? "alloc" : "free",
917                         object, page->inuse,
918                         page->freelist);
919
920                 if (!alloc)
921                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
922
923                 dump_stack();
924         }
925 }
926
927 /*
928  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
929  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
930  */
931 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
932 {
933         flags &= gfp_allowed_mask;
934         lockdep_trace_alloc(flags);
935         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
936
937         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
938 }
939
940 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
941 {
942         flags &= gfp_allowed_mask;
943         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
944         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
945 }
946
947 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
948 {
949         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
950
951         /*
952          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
953          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
954          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
955          */
956 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
957         {
958                 unsigned long flags;
959
960                 local_irq_save(flags);
961                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
962                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
963                 local_irq_restore(flags);
964         }
965 #endif
966         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
967                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
968 }
969
970 /*
971  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
972  *
973  * list_lock must be held.
974  */
975 static void add_full(struct kmem_cache *s,
976         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
979                 return;
980
981         list_add(&page->lru, &n->full);
982 }
983
984 /*
985  * list_lock must be held.
986  */
987 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
988 {
989         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
990                 return;
991
992         list_del(&page->lru);
993 }
994
995 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
996 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
997 {
998         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
999
1000         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1001 }
1002
1003 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1004 {
1005         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1006 }
1007
1008 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1009 {
1010         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1011
1012         /*
1013          * May be called early in order to allocate a slab for the
1014          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1015          * dilemma by deferring the increment of the count during
1016          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1017          */
1018         if (n) {
1019                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1020                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1021         }
1022 }
1023 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1024 {
1025         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1026
1027         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1028         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1029 }
1030
1031 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1032 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1033                                                                 void *object)
1034 {
1035         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1036                 return;
1037
1038         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1039         init_tracking(s, object);
1040 }
1041
1042 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1043                                         void *object, unsigned long addr)
1044 {
1045         if (!check_slab(s, page))
1046                 goto bad;
1047
1048         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1049                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1050                 goto bad;
1051         }
1052
1053         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1054                 goto bad;
1055
1056         /* Success perform special debug activities for allocs */
1057         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1058                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1059         trace(s, page, object, 1);
1060         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1061         return 1;
1062
1063 bad:
1064         if (PageSlab(page)) {
1065                 /*
1066                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1067                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1068                  * as used avoids touching the remaining objects.
1069                  */
1070                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1071                 page->inuse = page->objects;
1072                 page->freelist = NULL;
1073         }
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1078                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1079 {
1080         unsigned long flags;
1081         int rc = 0;
1082
1083         local_irq_save(flags);
1084         slab_lock(page);
1085
1086         if (!check_slab(s, page))
1087                 goto fail;
1088
1089         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1090                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1091                 goto fail;
1092         }
1093
1094         if (on_freelist(s, page, object)) {
1095                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1096                 goto fail;
1097         }
1098
1099         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1100                 goto out;
1101
1102         if (unlikely(s != page->slab)) {
1103                 if (!PageSlab(page)) {
1104                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1105                                 "outside of slab", object);
1106                 } else if (!page->slab) {
1107                         printk(KERN_ERR
1108                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1109                                                 object);
1110                         dump_stack();
1111                 } else
1112                         object_err(s, page, object,
1113                                         "page slab pointer corrupt.");
1114                 goto fail;
1115         }
1116
1117         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1118                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1119         trace(s, page, object, 0);
1120         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1121         rc = 1;
1122 out:
1123         slab_unlock(page);
1124         local_irq_restore(flags);
1125         return rc;
1126
1127 fail:
1128         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1129         goto out;
1130 }
1131
1132 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1133 {
1134         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1135         if (*str++ != '=' || !*str)
1136                 /*
1137                  * No options specified. Switch on full debugging.
1138                  */
1139                 goto out;
1140
1141         if (*str == ',')
1142                 /*
1143                  * No options but restriction on slabs. This means full
1144                  * debugging for slabs matching a pattern.
1145                  */
1146                 goto check_slabs;
1147
1148         if (tolower(*str) == 'o') {
1149                 /*
1150                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1151                  * would increase as a result.
1152                  */
1153                 disable_higher_order_debug = 1;
1154                 goto out;
1155         }
1156
1157         slub_debug = 0;
1158         if (*str == '-')
1159                 /*
1160                  * Switch off all debugging measures.
1161                  */
1162                 goto out;
1163
1164         /*
1165          * Determine which debug features should be switched on
1166          */
1167         for (; *str && *str != ','; str++) {
1168                 switch (tolower(*str)) {
1169                 case 'f':
1170                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1171                         break;
1172                 case 'z':
1173                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1174                         break;
1175                 case 'p':
1176                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1177                         break;
1178                 case 'u':
1179                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1180                         break;
1181                 case 't':
1182                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1183                         break;
1184                 case 'a':
1185                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1186                         break;
1187                 default:
1188                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1189                                 "unknown. skipped\n", *str);
1190                 }
1191         }
1192
1193 check_slabs:
1194         if (*str == ',')
1195                 slub_debug_slabs = str + 1;
1196 out:
1197         return 1;
1198 }
1199
1200 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1201
1202 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1203         unsigned long flags, const char *name,
1204         void (*ctor)(void *))
1205 {
1206         /*
1207          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1208          */
1209         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1210                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1211                 flags |= slub_debug;
1212
1213         return flags;
1214 }
1215 #else
1216 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1217                         struct page *page, void *object) {}
1218
1219 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1220         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1221
1222 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1223         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1224
1225 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1226                         { return 1; }
1227 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1228                         void *object, u8 val) { return 1; }
1229 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1230                                         struct page *page) {}
1231 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1232 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1233         unsigned long flags, const char *name,
1234         void (*ctor)(void *))
1235 {
1236         return flags;
1237 }
1238 #define slub_debug 0
1239
1240 #define disable_higher_order_debug 0
1241
1242 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1243                                                         { return 0; }
1244 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1247                                                         int objects) {}
1248 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250
1251 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1252                                                         { return 0; }
1253
1254 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1255                 void *object) {}
1256
1257 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1258
1259 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1260
1261 /*
1262  * Slab allocation and freeing
1263  */
1264 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1265                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1266 {
1267         int order = oo_order(oo);
1268
1269         flags |= __GFP_NOTRACK;
1270
1271         if (node == NUMA_NO_NODE)
1272                 return alloc_pages(flags, order);
1273         else
1274                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1275 }
1276
1277 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1278 {
1279         struct page *page;
1280         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1281         gfp_t alloc_gfp;
1282
1283         flags &= gfp_allowed_mask;
1284
1285         if (flags & __GFP_WAIT)
1286                 local_irq_enable();
1287
1288         flags |= s->allocflags;
1289
1290         /*
1291          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1292          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1293          */
1294         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1295
1296         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1297         if (unlikely(!page)) {
1298                 oo = s->min;
1299                 /*
1300                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1301                  * Try a lower order alloc if possible
1302                  */
1303                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1304
1305                 if (page)
1306                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1307         }
1308
1309         if (flags & __GFP_WAIT)
1310                 local_irq_disable();
1311
1312         if (!page)
1313                 return NULL;
1314
1315         if (kmemcheck_enabled
1316                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1317                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1318
1319                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1320
1321                 /*
1322                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1323                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1324                  */
1325                 if (s->ctor)
1326                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1327                 else
1328                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1329         }
1330
1331         page->objects = oo_objects(oo);
1332         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1333                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1334                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1335                 1 << oo_order(oo));
1336
1337         return page;
1338 }
1339
1340 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1341                                 void *object)
1342 {
1343         setup_object_debug(s, page, object);
1344         if (unlikely(s->ctor))
1345                 s->ctor(object);
1346 }
1347
1348 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1349 {
1350         struct page *page;
1351         void *start;
1352         void *last;
1353         void *p;
1354
1355         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1356
1357         page = allocate_slab(s,
1358                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1359         if (!page)
1360                 goto out;
1361
1362         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1363         page->slab = s;
1364         page->flags |= 1 << PG_slab;
1365
1366         start = page_address(page);
1367
1368         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1369                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1370
1371         last = start;
1372         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1373                 setup_object(s, page, last);
1374                 set_freepointer(s, last, p);
1375                 last = p;
1376         }
1377         setup_object(s, page, last);
1378         set_freepointer(s, last, NULL);
1379
1380         page->freelist = start;
1381         page->inuse = page->objects;
1382         page->frozen = 1;
1383 out:
1384         return page;
1385 }
1386
1387 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1388 {
1389         int order = compound_order(page);
1390         int pages = 1 << order;
1391
1392         if (kmem_cache_debug(s)) {
1393                 void *p;
1394
1395                 slab_pad_check(s, page);
1396                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1397                                                 page->objects)
1398                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1399         }
1400
1401         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1402
1403         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1404                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1405                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1406                 -pages);
1407
1408         __ClearPageSlab(page);
1409         reset_page_mapcount(page);
1410         if (current->reclaim_state)
1411                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1412         __free_pages(page, order);
1413 }
1414
1415 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1416         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1417
1418 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1419 {
1420         struct page *page;
1421
1422         if (need_reserve_slab_rcu)
1423                 page = virt_to_head_page(h);
1424         else
1425                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1426
1427         __free_slab(page->slab, page);
1428 }
1429
1430 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1431 {
1432         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1433                 struct rcu_head *head;
1434
1435                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1436                         int order = compound_order(page);
1437                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1438
1439                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1440                         head = page_address(page) + offset;
1441                 } else {
1442                         /*
1443                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1444                          */
1445                         head = (void *)&page->lru;
1446                 }
1447
1448                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1449         } else
1450                 __free_slab(s, page);
1451 }
1452
1453 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1454 {
1455         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1456         free_slab(s, page);
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Management of partially allocated slabs.
1461  *
1462  * list_lock must be held.
1463  */
1464 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1465                                 struct page *page, int tail)
1466 {
1467         n->nr_partial++;
1468         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1469                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1470         else
1471                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * list_lock must be held.
1476  */
1477 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1478                                         struct page *page)
1479 {
1480         list_del(&page->lru);
1481         n->nr_partial--;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1486  * per cpu freelist.
1487  *
1488  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1489  *
1490  * Must hold list_lock.
1491  */
1492 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1493                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1494                 int mode)
1495 {
1496         void *freelist;
1497         unsigned long counters;
1498         struct page new;
1499
1500         /*
1501          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1502          * The old freelist is the list of objects for the
1503          * per cpu allocation list.
1504          */
1505         do {
1506                 freelist = page->freelist;
1507                 counters = page->counters;
1508                 new.counters = counters;
1509                 if (mode) {
1510                         new.inuse = page->objects;
1511                         new.freelist = NULL;
1512                 } else {
1513                         new.freelist = freelist;
1514                 }
1515
1516                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1517                 new.frozen = 1;
1518
1519         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1520                         freelist, counters,
1521                         new.freelist, new.counters,
1522                         "lock and freeze"));
1523
1524         remove_partial(n, page);
1525         return freelist;
1526 }
1527
1528 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1529
1530 /*
1531  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1532  */
1533 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1534                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1535 {
1536         struct page *page, *page2;
1537         void *object = NULL;
1538
1539         /*
1540          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1541          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1542          * partial slab and there is none available then get_partials()
1543          * will return NULL.
1544          */
1545         if (!n || !n->nr_partial)
1546                 return NULL;
1547
1548         spin_lock(&n->list_lock);
1549         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1550                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1551                 int available;
1552
1553                 if (!t)
1554                         break;
1555
1556                 if (!object) {
1557                         c->page = page;
1558                         c->node = page_to_nid(page);
1559                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1560                         object = t;
1561                         available =  page->objects - page->inuse;
1562                 } else {
1563                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1564                 }
1565                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1566                         break;
1567
1568         }
1569         spin_unlock(&n->list_lock);
1570         return object;
1571 }
1572
1573 /*
1574  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1575  */
1576 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1577                 struct kmem_cache_cpu *c)
1578 {
1579 #ifdef CONFIG_NUMA
1580         struct zonelist *zonelist;
1581         struct zoneref *z;
1582         struct zone *zone;
1583         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1584         void *object;
1585         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1586
1587         /*
1588          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1589          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1590          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1591          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1592          *
1593          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1594          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1595          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1596          * from other nodes and filled up.
1597          *
1598          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1599          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1600          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1601          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1602          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1603          * with available objects.
1604          */
1605         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1606                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1607                 return NULL;
1608
1609         do {
1610                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1611                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1612                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1613                         struct kmem_cache_node *n;
1614
1615                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1616
1617                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1618                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1619                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1620                                 if (object) {
1621                                         /*
1622                                          * Return the object even if
1623                                          * put_mems_allowed indicated that
1624                                          * the cpuset mems_allowed was
1625                                          * updated in parallel. It's a
1626                                          * harmless race between the alloc
1627                                          * and the cpuset update.
1628                                          */
1629                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1630                                         return object;
1631                                 }
1632                         }
1633                 }
1634         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1635 #endif
1636         return NULL;
1637 }
1638
1639 /*
1640  * Get a partial page, lock it and return it.
1641  */
1642 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1643                 struct kmem_cache_cpu *c)
1644 {
1645         void *object;
1646         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1647
1648         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1649         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1650                 return object;
1651
1652         return get_any_partial(s, flags, c);
1653 }
1654
1655 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1656 /*
1657  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1658  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1659  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1660  */
1661 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1662 #else
1663 /*
1664  * No preemption supported therefore also no need to check for
1665  * different cpus.
1666  */
1667 #define TID_STEP 1
1668 #endif
1669
1670 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1671 {
1672         return tid + TID_STEP;
1673 }
1674
1675 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1676 {
1677         return tid % TID_STEP;
1678 }
1679
1680 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1681 {
1682         return tid / TID_STEP;
1683 }
1684
1685 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1686 {
1687         return cpu;
1688 }
1689
1690 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1691                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1692 {
1693 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1694         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1695
1696         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1697
1698 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1699         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1700                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1701                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1702         else
1703 #endif
1704         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1705                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1706                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1707         else
1708                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1709                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1710 #endif
1711         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1712 }
1713
1714 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1715 {
1716         int cpu;
1717
1718         for_each_possible_cpu(cpu)
1719                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Remove the cpu slab
1724  */
1725 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1726 {
1727         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1728         struct page *page = c->page;
1729         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1730         int lock = 0;
1731         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1732         void *freelist;
1733         void *nextfree;
1734         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1735         struct page new;
1736         struct page old;
1737
1738         if (page->freelist) {
1739                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1740                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1741         }
1742
1743         c->tid = next_tid(c->tid);
1744         c->page = NULL;
1745         freelist = c->freelist;
1746         c->freelist = NULL;
1747
1748         /*
1749          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1750          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1751          * last one.
1752          *
1753          * There is no need to take the list->lock because the page
1754          * is still frozen.
1755          */
1756         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1757                 void *prior;
1758                 unsigned long counters;
1759
1760                 do {
1761                         prior = page->freelist;
1762                         counters = page->counters;
1763                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1764                         new.counters = counters;
1765                         new.inuse--;
1766                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1767
1768                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1769                         prior, counters,
1770                         freelist, new.counters,
1771                         "drain percpu freelist"));
1772
1773                 freelist = nextfree;
1774         }
1775
1776         /*
1777          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1778          * list presence reflects the actual number of objects
1779          * during unfreeze.
1780          *
1781          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1782          * with the count. If there is a mismatch then the page
1783          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1784          *
1785          * Then we restart the process which may have to remove
1786          * the page from the list that we just put it on again
1787          * because the number of objects in the slab may have
1788          * changed.
1789          */
1790 redo:
1791
1792         old.freelist = page->freelist;
1793         old.counters = page->counters;
1794         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1795
1796         /* Determine target state of the slab */
1797         new.counters = old.counters;
1798         if (freelist) {
1799                 new.inuse--;
1800                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1801                 new.freelist = freelist;
1802         } else
1803                 new.freelist = old.freelist;
1804
1805         new.frozen = 0;
1806
1807         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1808                 m = M_FREE;
1809         else if (new.freelist) {
1810                 m = M_PARTIAL;
1811                 if (!lock) {
1812                         lock = 1;
1813                         /*
1814                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1815                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1816                          * is frozen
1817                          */
1818                         spin_lock(&n->list_lock);
1819                 }
1820         } else {
1821                 m = M_FULL;
1822                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1823                         lock = 1;
1824                         /*
1825                          * This also ensures that the scanning of full
1826                          * slabs from diagnostic functions will not see
1827                          * any frozen slabs.
1828                          */
1829                         spin_lock(&n->list_lock);
1830                 }
1831         }
1832
1833         if (l != m) {
1834
1835                 if (l == M_PARTIAL)
1836
1837                         remove_partial(n, page);
1838
1839                 else if (l == M_FULL)
1840
1841                         remove_full(s, page);
1842
1843                 if (m == M_PARTIAL) {
1844
1845                         add_partial(n, page, tail);
1846                         stat(s, tail);
1847
1848                 } else if (m == M_FULL) {
1849
1850                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1851                         add_full(s, n, page);
1852
1853                 }
1854         }
1855
1856         l = m;
1857         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1858                                 old.freelist, old.counters,
1859                                 new.freelist, new.counters,
1860                                 "unfreezing slab"))
1861                 goto redo;
1862
1863         if (lock)
1864                 spin_unlock(&n->list_lock);
1865
1866         if (m == M_FREE) {
1867                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1868                 discard_slab(s, page);
1869                 stat(s, FREE_SLAB);
1870         }
1871 }
1872
1873 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1874 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1875 {
1876         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1877         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1878         struct page *page, *discard_page = NULL;
1879
1880         while ((page = c->partial)) {
1881                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1882                 enum slab_modes l, m;
1883                 struct page new;
1884                 struct page old;
1885
1886                 c->partial = page->next;
1887                 l = M_FREE;
1888
1889                 do {
1890
1891                         old.freelist = page->freelist;
1892                         old.counters = page->counters;
1893                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1894
1895                         new.counters = old.counters;
1896                         new.freelist = old.freelist;
1897
1898                         new.frozen = 0;
1899
1900                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1901                                 m = M_FREE;
1902                         else {
1903                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1904                                                         page_to_nid(page));
1905
1906                                 m = M_PARTIAL;
1907                                 if (n != n2) {
1908                                         if (n)
1909                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1910
1911                                         n = n2;
1912                                         spin_lock(&n->list_lock);
1913                                 }
1914                         }
1915
1916                         if (l != m) {
1917                                 if (l == M_PARTIAL)
1918                                         remove_partial(n, page);
1919                                 else
1920                                         add_partial(n, page,
1921                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1922
1923                                 l = m;
1924                         }
1925
1926                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1927                                 old.freelist, old.counters,
1928                                 new.freelist, new.counters,
1929                                 "unfreezing slab"));
1930
1931                 if (m == M_FREE) {
1932                         page->next = discard_page;
1933                         discard_page = page;
1934                 }
1935         }
1936
1937         if (n)
1938                 spin_unlock(&n->list_lock);
1939
1940         while (discard_page) {
1941                 page = discard_page;
1942                 discard_page = discard_page->next;
1943
1944                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1945                 discard_slab(s, page);
1946                 stat(s, FREE_SLAB);
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1952  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1953  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1954  * onto a random cpus partial slot.
1955  *
1956  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1957  * per node partial list.
1958  */
1959 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1960 {
1961         struct page *oldpage;
1962         int pages;
1963         int pobjects;
1964
1965         do {
1966                 pages = 0;
1967                 pobjects = 0;
1968                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1969
1970                 if (oldpage) {
1971                         pobjects = oldpage->pobjects;
1972                         pages = oldpage->pages;
1973                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1974                                 unsigned long flags;
1975                                 /*
1976                                  * partial array is full. Move the existing
1977                                  * set to the per node partial list.
1978                                  */
1979                                 local_irq_save(flags);
1980                                 unfreeze_partials(s);
1981                                 local_irq_restore(flags);
1982                                 pobjects = 0;
1983                                 pages = 0;
1984                         }
1985                 }
1986
1987                 pages++;
1988                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1989
1990                 page->pages = pages;
1991                 page->pobjects = pobjects;
1992                 page->next = oldpage;
1993
1994         } while (irqsafe_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1995         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1996         return pobjects;
1997 }
1998
1999 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2000 {
2001         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2002         deactivate_slab(s, c);
2003 }
2004
2005 /*
2006  * Flush cpu slab.
2007  *
2008  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2009  */
2010 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2011 {
2012         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2013
2014         if (likely(c)) {
2015                 if (c->page)
2016                         flush_slab(s, c);
2017
2018                 unfreeze_partials(s);
2019         }
2020 }
2021
2022 static void flush_cpu_slab(void *d)
2023 {
2024         struct kmem_cache *s = d;
2025
2026         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2027 }
2028
2029 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2030 {
2031         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2032 }
2033
2034 /*
2035  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2036  * locality expectations.
2037  */
2038 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2039 {
2040 #ifdef CONFIG_NUMA
2041         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2042                 return 0;
2043 #endif
2044         return 1;
2045 }
2046
2047 static int count_free(struct page *page)
2048 {
2049         return page->objects - page->inuse;
2050 }
2051
2052 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2053                                         int (*get_count)(struct page *))
2054 {
2055         unsigned long flags;
2056         unsigned long x = 0;
2057         struct page *page;
2058
2059         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2060         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2061                 x += get_count(page);
2062         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2063         return x;
2064 }
2065
2066 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2067 {
2068 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2069         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2070 #else
2071         return 0;
2072 #endif
2073 }
2074
2075 static noinline void
2076 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2077 {
2078         int node;
2079
2080         printk(KERN_WARNING
2081                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2082                 nid, gfpflags);
2083         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2084                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2085                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2086
2087         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2088                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2089                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2090
2091         for_each_online_node(node) {
2092                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2093                 unsigned long nr_slabs;
2094                 unsigned long nr_objs;
2095                 unsigned long nr_free;
2096
2097                 if (!n)
2098                         continue;
2099
2100                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2101                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2102                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2103
2104                 printk(KERN_WARNING
2105                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2106                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2107         }
2108 }
2109
2110 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2111                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2112 {
2113         void *object;
2114         struct kmem_cache_cpu *c;
2115         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2116
2117         if (page) {
2118                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2119                 if (c->page)
2120                         flush_slab(s, c);
2121
2122                 /*
2123                  * No other reference to the page yet so we can
2124                  * muck around with it freely without cmpxchg
2125                  */
2126                 object = page->freelist;
2127                 page->freelist = NULL;
2128
2129                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2130                 c->node = page_to_nid(page);
2131                 c->page = page;
2132                 *pc = c;
2133         } else
2134                 object = NULL;
2135
2136         return object;
2137 }
2138
2139 /*
2140  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2141  * debugging duties.
2142  *
2143  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2144  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2145  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2146  *
2147  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2148  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2149  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2150  *
2151  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2152  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2153  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2154  */
2155 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2156                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2157 {
2158         void **object;
2159         unsigned long flags;
2160         struct page new;
2161         unsigned long counters;
2162
2163         local_irq_save(flags);
2164 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2165         /*
2166          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2167          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2168          * pointer.
2169          */
2170         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2171 #endif
2172
2173         if (!c->page)
2174                 goto new_slab;
2175 redo:
2176         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2177                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2178                 deactivate_slab(s, c);
2179                 goto new_slab;
2180         }
2181
2182         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2183         object = c->freelist;
2184         if (object)
2185                 goto load_freelist;
2186
2187         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2188
2189         do {
2190                 object = c->page->freelist;
2191                 counters = c->page->counters;
2192                 new.counters = counters;
2193                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2194
2195                 /*
2196                  * If there is no object left then we use this loop to
2197                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2198                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2199                  * put the page back onto the partial list.
2200                  *
2201                  * If there are objects left then we retrieve them
2202                  * and use them to refill the per cpu queue.
2203                  */
2204
2205                 new.inuse = c->page->objects;
2206                 new.frozen = object != NULL;
2207
2208         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2209                         object, counters,
2210                         NULL, new.counters,
2211                         "__slab_alloc"));
2212
2213         if (!object) {
2214                 c->page = NULL;
2215                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2216                 goto new_slab;
2217         }
2218
2219         stat(s, ALLOC_REFILL);
2220
2221 load_freelist:
2222         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2223         c->tid = next_tid(c->tid);
2224         local_irq_restore(flags);
2225         return object;
2226
2227 new_slab:
2228
2229         if (c->partial) {
2230                 c->page = c->partial;
2231                 c->partial = c->page->next;
2232                 c->node = page_to_nid(c->page);
2233                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2234                 c->freelist = NULL;
2235                 goto redo;
2236         }
2237
2238         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2239         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2240
2241         if (unlikely(!object)) {
2242
2243                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2244
2245                 if (unlikely(!object)) {
2246                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2247                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2248
2249                         local_irq_restore(flags);
2250                         return NULL;
2251                 }
2252         }
2253
2254         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2255                 goto load_freelist;
2256
2257         /* Only entered in the debug case */
2258         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2259                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2260
2261         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2262         deactivate_slab(s, c);
2263         c->node = NUMA_NO_NODE;
2264         local_irq_restore(flags);
2265         return object;
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2270  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2271  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2272  *
2273  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2274  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2275  *
2276  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2277  */
2278 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2279                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2280 {
2281         void **object;
2282         struct kmem_cache_cpu *c;
2283         unsigned long tid;
2284
2285         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2286                 return NULL;
2287
2288 redo:
2289
2290         /*
2291          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2292          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2293          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2294          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2295          */
2296         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2297
2298         /*
2299          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2300          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2301          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2302          * linked list in between.
2303          */
2304         tid = c->tid;
2305         barrier();
2306
2307         object = c->freelist;
2308         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2309
2310                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2311
2312         else {
2313                 /*
2314                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2315                  * operation and if we are on the right processor.
2316                  *
2317                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2318                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2319                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2320                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2321                  *
2322                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2323                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2324                  */
2325                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2326                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2327                                 object, tid,
2328                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2329
2330                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2331                         goto redo;
2332                 }
2333                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2334         }
2335
2336         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2337                 memset(object, 0, s->objsize);
2338
2339         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2340
2341         return object;
2342 }
2343
2344 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2345 {
2346         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2347
2348         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2349
2350         return ret;
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2353
2354 #ifdef CONFIG_TRACING
2355 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2356 {
2357         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2358         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2359         return ret;
2360 }
2361 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2362
2363 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2364 {
2365         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2366         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2367         return ret;
2368 }
2369 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2370 #endif
2371
2372 #ifdef CONFIG_NUMA
2373 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2374 {
2375         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2376
2377         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2378                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2379
2380         return ret;
2381 }
2382 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2383
2384 #ifdef CONFIG_TRACING
2385 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2386                                     gfp_t gfpflags,
2387                                     int node, size_t size)
2388 {
2389         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2390
2391         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2392                            size, s->size, gfpflags, node);
2393         return ret;
2394 }
2395 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2396 #endif
2397 #endif
2398
2399 /*
2400  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2401  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2402  *
2403  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2404  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2405  * handling required then we can return immediately.
2406  */
2407 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2408                         void *x, unsigned long addr)
2409 {
2410         void *prior;
2411         void **object = (void *)x;
2412         int was_frozen;
2413         int inuse;
2414         struct page new;
2415         unsigned long counters;
2416         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2417         unsigned long uninitialized_var(flags);
2418
2419         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2420
2421         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2422                 return;
2423
2424         do {
2425                 prior = page->freelist;
2426                 counters = page->counters;
2427                 set_freepointer(s, object, prior);
2428                 new.counters = counters;
2429                 was_frozen = new.frozen;
2430                 new.inuse--;
2431                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2432
2433                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2434
2435                                 /*
2436                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2437                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2438                                  */
2439                                 new.frozen = 1;
2440
2441                         else { /* Needs to be taken off a list */
2442
2443                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2444                                 /*
2445                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2446                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2447                                  * drop the list_lock without any processing.
2448                                  *
2449                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2450                                  * other processors updating the list of slabs.
2451                                  */
2452                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2453
2454                         }
2455                 }
2456                 inuse = new.inuse;
2457
2458         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2459                 prior, counters,
2460                 object, new.counters,
2461                 "__slab_free"));
2462
2463         if (likely(!n)) {
2464
2465                 /*
2466                  * If we just froze the page then put it onto the
2467                  * per cpu partial list.
2468                  */
2469                 if (new.frozen && !was_frozen)
2470                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2471
2472                 /*
2473                  * The list lock was not taken therefore no list
2474                  * activity can be necessary.
2475                  */
2476                 if (was_frozen)
2477                         stat(s, FREE_FROZEN);
2478                 return;
2479         }
2480
2481         /*
2482          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2483          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2484          */
2485         if (was_frozen)
2486                 stat(s, FREE_FROZEN);
2487         else {
2488                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2489                         goto slab_empty;
2490
2491                 /*
2492                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2493                  * then add it.
2494                  */
2495                 if (unlikely(!prior)) {
2496                         remove_full(s, page);
2497                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2498                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2499                 }
2500         }
2501         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2502         return;
2503
2504 slab_empty:
2505         if (prior) {
2506                 /*
2507                  * Slab on the partial list.
2508                  */
2509                 remove_partial(n, page);
2510                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2511         } else
2512                 /* Slab must be on the full list */
2513                 remove_full(s, page);
2514
2515         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2516         stat(s, FREE_SLAB);
2517         discard_slab(s, page);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2522  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2523  *
2524  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2525  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2526  * the item before.
2527  *
2528  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2529  * with all sorts of special processing.
2530  */
2531 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2532                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2533 {
2534         void **object = (void *)x;
2535         struct kmem_cache_cpu *c;
2536         unsigned long tid;
2537
2538         slab_free_hook(s, x);
2539
2540 redo:
2541         /*
2542          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2543          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2544          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2545          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2546          */
2547         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2548
2549         tid = c->tid;
2550         barrier();
2551
2552         if (likely(page == c->page)) {
2553                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2554
2555                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2556                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2557                                 c->freelist, tid,
2558                                 object, next_tid(tid)))) {
2559
2560                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2561                         goto redo;
2562                 }
2563                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2564         } else
2565                 __slab_free(s, page, x, addr);
2566
2567 }
2568
2569 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2570 {
2571         struct page *page;
2572
2573         page = virt_to_head_page(x);
2574
2575         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2576
2577         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2578 }
2579 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2580
2581 /*
2582  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2583  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2584  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2585  * another.
2586  *
2587  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2588  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2589  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2590  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2591  * locking overhead.
2592  */
2593
2594 /*
2595  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2596  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2597  * and increases the number of allocations possible without having to
2598  * take the list_lock.
2599  */
2600 static int slub_min_order;
2601 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2602 static int slub_min_objects;
2603
2604 /*
2605  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2606  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2607  */
2608 static int slub_nomerge;
2609
2610 /*
2611  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2612  *
2613  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2614  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2615  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2616  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2617  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2618  * would be wasted.
2619  *
2620  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2621  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2622  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2623  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2624  *
2625  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2626  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2627  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2628  * of space in favor of a small page order.
2629  *
2630  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2631  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2632  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2633  * the smallest order which will fit the object.
2634  */
2635 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2636                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2637 {
2638         int order;
2639         int rem;
2640         int min_order = slub_min_order;
2641
2642         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2643                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2644
2645         for (order = max(min_order,
2646                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2647                         order <= max_order; order++) {
2648
2649                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2650
2651                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2652                         continue;
2653
2654                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2655
2656                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2657                         break;
2658
2659         }
2660
2661         return order;
2662 }
2663
2664 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2665 {
2666         int order;
2667         int min_objects;
2668         int fraction;
2669         int max_objects;
2670
2671         /*
2672          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2673          * works by first attempting to generate a layout with
2674          * the best configuration and backing off gradually.
2675          *
2676          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2677          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2678          */
2679         min_objects = slub_min_objects;
2680         if (!min_objects)
2681                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2682         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2683         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2684
2685         while (min_objects > 1) {
2686                 fraction = 16;
2687                 while (fraction >= 4) {
2688                         order = slab_order(size, min_objects,
2689                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2690                         if (order <= slub_max_order)
2691                                 return order;
2692                         fraction /= 2;
2693                 }
2694                 min_objects--;
2695         }
2696
2697         /*
2698          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2699          * lets see if we can place a single object there.
2700          */
2701         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2702         if (order <= slub_max_order)
2703                 return order;
2704
2705         /*
2706          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2707          */
2708         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2709         if (order < MAX_ORDER)
2710                 return order;
2711         return -ENOSYS;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2716  */
2717 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2718                 unsigned long align, unsigned long size)
2719 {
2720         /*
2721          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2722          * suggestion if the object is sufficiently large.
2723          *
2724          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2725          * alignment though. If that is greater then use it.
2726          */
2727         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2728                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2729                 while (size <= ralign / 2)
2730                         ralign /= 2;
2731                 align = max(align, ralign);
2732         }
2733
2734         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2735                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2736
2737         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2738 }
2739
2740 static void
2741 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2742 {
2743         n->nr_partial = 0;
2744         spin_lock_init(&n->list_lock);
2745         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2746 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2747         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2748         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2749         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2750 #endif
2751 }
2752
2753 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2754 {
2755         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2756                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2757
2758         /*
2759          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2760          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2761          */
2762         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2763                                      2 * sizeof(void *));
2764
2765         if (!s->cpu_slab)
2766                 return 0;
2767
2768         init_kmem_cache_cpus(s);
2769
2770         return 1;
2771 }
2772
2773 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2774
2775 /*
2776  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2777  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2778  * possible.
2779  *
2780  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2781  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2782  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2783  */
2784 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2785 {
2786         struct page *page;
2787         struct kmem_cache_node *n;
2788
2789         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2790
2791         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2792
2793         BUG_ON(!page);
2794         if (page_to_nid(page) != node) {
2795                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2796                                 "node %d\n", node);
2797                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2798                                 "in order to be able to continue\n");
2799         }
2800
2801         n = page->freelist;
2802         BUG_ON(!n);
2803         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2804         page->inuse = 1;
2805         page->frozen = 0;
2806         kmem_cache_node->node[node] = n;
2807 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2808         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2809         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2810 #endif
2811         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2812         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2813
2814         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2815 }
2816
2817 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2818 {
2819         int node;
2820
2821         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2822                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2823
2824                 if (n)
2825                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2826
2827                 s->node[node] = NULL;
2828         }
2829 }
2830
2831 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2832 {
2833         int node;
2834
2835         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2836                 struct kmem_cache_node *n;
2837
2838                 if (slab_state == DOWN) {
2839                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2840                         continue;
2841                 }
2842                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2843                                                 GFP_KERNEL, node);
2844
2845                 if (!n) {
2846                         free_kmem_cache_nodes(s);
2847                         return 0;
2848                 }
2849
2850                 s->node[node] = n;
2851                 init_kmem_cache_node(n, s);
2852         }
2853         return 1;
2854 }
2855
2856 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2857 {
2858         if (min < MIN_PARTIAL)
2859                 min = MIN_PARTIAL;
2860         else if (min > MAX_PARTIAL)
2861                 min = MAX_PARTIAL;
2862         s->min_partial = min;
2863 }
2864
2865 /*
2866  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2867  * a slab object.
2868  */
2869 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2870 {
2871         unsigned long flags = s->flags;
2872         unsigned long size = s->objsize;
2873         unsigned long align = s->align;
2874         int order;
2875
2876         /*
2877          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2878          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2879          * the possible location of the free pointer.
2880          */
2881         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2882
2883 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2884         /*
2885          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2886          * the slab may touch the object after free or before allocation
2887          * then we should never poison the object itself.
2888          */
2889         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2890                         !s->ctor)
2891                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2892         else
2893                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2894
2895
2896         /*
2897          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2898          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2899          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2900          */
2901         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2902                 size += sizeof(void *);
2903 #endif
2904
2905         /*
2906          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2907          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2908          */
2909         s->inuse = size;
2910
2911         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2912                 s->ctor)) {
2913                 /*
2914                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2915                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2916                  * kmem_cache_free.
2917                  *
2918                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2919                  * destructor or are poisoning the objects.
2920                  */
2921                 s->offset = size;
2922                 size += sizeof(void *);
2923         }
2924
2925 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2926         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2927                 /*
2928                  * Need to store information about allocs and frees after
2929                  * the object.
2930                  */
2931                 size += 2 * sizeof(struct track);
2932
2933         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2934                 /*
2935                  * Add some empty padding so that we can catch
2936                  * overwrites from earlier objects rather than let
2937                  * tracking information or the free pointer be
2938                  * corrupted if a user writes before the start
2939                  * of the object.
2940                  */
2941                 size += sizeof(void *);
2942 #endif
2943
2944         /*
2945          * Determine the alignment based on various parameters that the
2946          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2947          * on bootup.
2948          */
2949         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2950         s->align = align;
2951
2952         /*
2953          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2954          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2955          * each object to conform to the alignment.
2956          */
2957         size = ALIGN(size, align);
2958         s->size = size;
2959         if (forced_order >= 0)
2960                 order = forced_order;
2961         else
2962                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2963
2964         if (order < 0)
2965                 return 0;
2966
2967         s->allocflags = 0;
2968         if (order)
2969                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2970
2971         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2972                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2973
2974         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2975                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2976
2977         /*
2978          * Determine the number of objects per slab
2979          */
2980         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2981         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2982         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2983                 s->max = s->oo;
2984
2985         return !!oo_objects(s->oo);
2986
2987 }
2988
2989 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2990                 const char *name, size_t size,
2991                 size_t align, unsigned long flags,
2992                 void (*ctor)(void *))
2993 {
2994         memset(s, 0, kmem_size);
2995         s->name = name;
2996         s->ctor = ctor;
2997         s->objsize = size;
2998         s->align = align;
2999         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3000         s->reserved = 0;
3001
3002         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3003                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3004
3005         if (!calculate_sizes(s, -1))
3006                 goto error;
3007         if (disable_higher_order_debug) {
3008                 /*
3009                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3010                  * order increased.
3011                  */
3012                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3013                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3014                         s->offset = 0;
3015                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3016                                 goto error;
3017                 }
3018         }
3019
3020 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
3021         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3022                 /* Enable fast mode */
3023                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3024 #endif
3025
3026         /*
3027          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3028          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3029          */
3030         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3031
3032         /*
3033          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3034          * per cpu partial lists of a processor.
3035          *
3036          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3037          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3038          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3039          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3040          *
3041          * This setting also determines
3042          *
3043          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3044          *    per node list when we reach the limit.
3045          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3046          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3047          *    to keep some capacity around for frees.
3048          */
3049         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3050                 s->cpu_partial = 2;
3051         else if (s->size >= 1024)
3052                 s->cpu_partial = 6;
3053         else if (s->size >= 256)
3054                 s->cpu_partial = 13;
3055         else
3056                 s->cpu_partial = 30;
3057
3058         s->refcount = 1;
3059 #ifdef CONFIG_NUMA
3060         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3061 #endif
3062         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3063                 goto error;
3064
3065         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3066                 return 1;
3067
3068         free_kmem_cache_nodes(s);
3069 error:
3070         if (flags & SLAB_PANIC)
3071                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3072                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3073                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3074                         s->offset, flags);
3075         return 0;
3076 }
3077
3078 /*
3079  * Determine the size of a slab object
3080  */
3081 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3082 {
3083         return s->objsize;
3084 }
3085 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3086
3087 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3088                                                         const char *text)
3089 {
3090 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3091         void *addr = page_address(page);
3092         void *p;
3093         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3094                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3095         if (!map)
3096                 return;
3097         slab_err(s, page, "%s", text);
3098         slab_lock(page);
3099
3100         get_map(s, page, map);
3101         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3102
3103                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3104                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3105                                                         p, p - addr);
3106                         print_tracking(s, p);
3107                 }
3108         }
3109         slab_unlock(page);
3110         kfree(map);
3111 #endif
3112 }
3113
3114 /*
3115  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3116  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3117  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3118  */
3119 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3120 {
3121         struct page *page, *h;
3122
3123         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3124                 if (!page->inuse) {
3125                         remove_partial(n, page);
3126                         discard_slab(s, page);
3127                 } else {
3128                         list_slab_objects(s, page,
3129                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3130                 }
3131         }
3132 }
3133
3134 /*
3135  * Release all resources used by a slab cache.
3136  */
3137 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3138 {
3139         int node;
3140
3141         flush_all(s);
3142         free_percpu(s->cpu_slab);
3143         /* Attempt to free all objects */
3144         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3145                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3146
3147                 free_partial(s, n);
3148                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3149                         return 1;
3150         }
3151         free_kmem_cache_nodes(s);
3152         return 0;
3153 }
3154
3155 /*
3156  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3157  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3158  */
3159 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3160 {
3161         down_write(&slub_lock);
3162         s->refcount--;
3163         if (!s->refcount) {
3164                 list_del(&s->list);
3165                 up_write(&slub_lock);
3166                 if (kmem_cache_close(s)) {
3167                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3168                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3169                         dump_stack();
3170                 }
3171                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3172                         rcu_barrier();
3173                 sysfs_slab_remove(s);
3174         } else
3175                 up_write(&slub_lock);
3176 }
3177 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3178
3179 /********************************************************************
3180  *              Kmalloc subsystem
3181  *******************************************************************/
3182
3183 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3184 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3185
3186 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3187
3188 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3189 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3190 #endif
3191
3192 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3193 {
3194         get_option(&str, &slub_min_order);
3195
3196         return 1;
3197 }
3198
3199 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3200
3201 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3202 {
3203         get_option(&str, &slub_max_order);
3204         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3205
3206         return 1;
3207 }
3208
3209 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3210
3211 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3212 {
3213         get_option(&str, &slub_min_objects);
3214
3215         return 1;
3216 }
3217
3218 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3219
3220 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3221 {
3222         slub_nomerge = 1;
3223         return 1;
3224 }
3225
3226 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3227
3228 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3229                                                 int size, unsigned int flags)
3230 {
3231         struct kmem_cache *s;
3232
3233         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3234
3235         /*
3236          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3237          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3238          */
3239         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3240                                                                 flags, NULL))
3241                 goto panic;
3242
3243         list_add(&s->list, &slab_caches);
3244         return s;
3245
3246 panic:
3247         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3248         return NULL;
3249 }
3250
3251 /*
3252  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3253  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3254  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3255  * fls.
3256  */
3257 static s8 size_index[24] = {
3258         3,      /* 8 */
3259         4,      /* 16 */
3260         5,      /* 24 */
3261         5,      /* 32 */
3262         6,      /* 40 */
3263         6,      /* 48 */
3264         6,      /* 56 */
3265         6,      /* 64 */
3266         1,      /* 72 */
3267         1,      /* 80 */
3268         1,      /* 88 */
3269         1,      /* 96 */
3270         7,      /* 104 */
3271         7,      /* 112 */
3272         7,      /* 120 */
3273         7,      /* 128 */
3274         2,      /* 136 */
3275         2,      /* 144 */
3276         2,      /* 152 */
3277         2,      /* 160 */
3278         2,      /* 168 */
3279         2,      /* 176 */
3280         2,      /* 184 */
3281         2       /* 192 */
3282 };
3283
3284 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3285 {
3286         return (bytes - 1) / 8;
3287 }
3288
3289 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3290 {
3291         int index;
3292
3293         if (size <= 192) {
3294                 if (!size)
3295                         return ZERO_SIZE_PTR;
3296
3297                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3298         } else
3299                 index = fls(size - 1);
3300
3301 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3302         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3303                 return kmalloc_dma_caches[index];
3304
3305 #endif
3306         return kmalloc_caches[index];
3307 }
3308
3309 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3310 {
3311         struct kmem_cache *s;
3312         void *ret;
3313
3314         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3315                 return kmalloc_large(size, flags);
3316
3317         s = get_slab(size, flags);
3318
3319         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3320                 return s;
3321
3322         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3323
3324         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3325
3326         return ret;
3327 }
3328 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3329
3330 #ifdef CONFIG_NUMA
3331 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3332 {
3333         struct page *page;
3334         void *ptr = NULL;
3335
3336         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3337         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3338         if (page)
3339                 ptr = page_address(page);
3340
3341         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3342         return ptr;
3343 }
3344
3345 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3346 {
3347         struct kmem_cache *s;
3348         void *ret;
3349
3350         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3351                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3352
3353                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3354                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3355                                    flags, node);
3356
3357                 return ret;
3358         }
3359
3360         s = get_slab(size, flags);
3361
3362         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3363                 return s;
3364
3365         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3366
3367         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3368
3369         return ret;
3370 }
3371 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3372 #endif
3373
3374 size_t ksize(const void *object)
3375 {
3376         struct page *page;
3377
3378         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3379                 return 0;
3380
3381         page = virt_to_head_page(object);
3382
3383         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3384                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3385                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3386         }
3387
3388         return slab_ksize(page->slab);
3389 }
3390 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3391
3392 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3393 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3394 {
3395         struct page *page;
3396         void *object = (void *)x;
3397         unsigned long flags;
3398         bool rv;
3399
3400         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3401                 return false;
3402
3403         local_irq_save(flags);
3404
3405         page = virt_to_head_page(x);
3406         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3407                 /* maybe it was from stack? */
3408                 rv = true;
3409                 goto out_unlock;
3410         }
3411
3412         slab_lock(page);
3413         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3414                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3415                 rv = false;
3416         } else {
3417                 rv = true;
3418         }
3419         slab_unlock(page);
3420
3421 out_unlock:
3422         local_irq_restore(flags);
3423         return rv;
3424 }
3425 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3426 #endif
3427
3428 void kfree(const void *x)
3429 {
3430         struct page *page;
3431         void *object = (void *)x;
3432
3433         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3434
3435         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3436                 return;
3437
3438         page = virt_to_head_page(x);
3439         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3440                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3441                 kmemleak_free(x);
3442                 put_page(page);
3443                 return;
3444         }
3445         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3446 }
3447 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3448
3449 /*
3450  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3451  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3452  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3453  * and thus they can be removed from the partial lists.
3454  *
3455  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3456  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3457  * are freed in them.
3458  */
3459 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3460 {
3461         int node;
3462         int i;
3463         struct kmem_cache_node *n;
3464         struct page *page;
3465         struct page *t;
3466         int objects = oo_objects(s->max);
3467         struct list_head *slabs_by_inuse =
3468                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3469         unsigned long flags;
3470
3471         if (!slabs_by_inuse)
3472                 return -ENOMEM;
3473
3474         flush_all(s);
3475         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3476                 n = get_node(s, node);
3477
3478                 if (!n->nr_partial)
3479                         continue;
3480
3481                 for (i = 0; i < objects; i++)
3482                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3483
3484                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3485
3486                 /*
3487                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3488                  *
3489                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3490                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3491                  */
3492                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3493                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3494                         if (!page->inuse)
3495                                 n->nr_partial--;
3496                 }
3497
3498                 /*
3499                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3500                  * first and the least used slabs at the end.
3501                  */
3502                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3503                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3504
3505                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3506
3507                 /* Release empty slabs */
3508                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3509                         discard_slab(s, page);
3510         }
3511
3512         kfree(slabs_by_inuse);
3513         return 0;
3514 }
3515 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3516
3517 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3518 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3519 {
3520         struct kmem_cache *s;
3521
3522         down_read(&slub_lock);
3523         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3524                 kmem_cache_shrink(s);
3525         up_read(&slub_lock);
3526
3527         return 0;
3528 }
3529
3530 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3531 {
3532         struct kmem_cache_node *n;
3533         struct kmem_cache *s;
3534         struct memory_notify *marg = arg;
3535         int offline_node;
3536
3537         offline_node = marg->status_change_nid;
3538
3539         /*
3540          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3541          * for it yet.
3542          */
3543         if (offline_node < 0)
3544                 return;
3545
3546         down_read(&slub_lock);
3547         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3548                 n = get_node(s, offline_node);
3549                 if (n) {
3550                         /*
3551                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3552                          * that is going down. We were unable to free them,
3553                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3554                          * callback. So, we must fail.
3555                          */
3556                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3557
3558                         s->node[offline_node] = NULL;
3559                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3560                 }
3561         }
3562         up_read(&slub_lock);
3563 }
3564
3565 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3566 {
3567         struct kmem_cache_node *n;
3568         struct kmem_cache *s;
3569         struct memory_notify *marg = arg;
3570         int nid = marg->status_change_nid;
3571         int ret = 0;
3572
3573         /*
3574          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3575          * already created. Nothing to do.
3576          */
3577         if (nid < 0)
3578                 return 0;
3579
3580         /*
3581          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3582          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3583          * online.
3584          */
3585         down_read(&slub_lock);
3586         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3587                 /*
3588                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3589                  *      since memory is not yet available from the node that
3590                  *      is brought up.
3591                  */
3592                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3593                 if (!n) {
3594                         ret = -ENOMEM;
3595                         goto out;
3596                 }
3597                 init_kmem_cache_node(n, s);
3598                 s->node[nid] = n;
3599         }
3600 out:
3601         up_read(&slub_lock);
3602         return ret;
3603 }
3604
3605 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3606                                 unsigned long action, void *arg)
3607 {
3608         int ret = 0;
3609
3610         switch (action) {
3611         case MEM_GOING_ONLINE:
3612                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3613                 break;
3614         case MEM_GOING_OFFLINE:
3615                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3616                 break;
3617         case MEM_OFFLINE:
3618         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3619                 slab_mem_offline_callback(arg);
3620                 break;
3621         case MEM_ONLINE:
3622         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3623                 break;
3624         }
3625         if (ret)
3626                 ret = notifier_from_errno(ret);
3627         else
3628                 ret = NOTIFY_OK;
3629         return ret;
3630 }
3631
3632 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3633
3634 /********************************************************************
3635  *                      Basic setup of slabs
3636  *******************************************************************/
3637
3638 /*
3639  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3640  * the page allocator
3641  */
3642
3643 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3644 {
3645         int node;
3646
3647         list_add(&s->list, &slab_caches);
3648         s->refcount = -1;
3649
3650         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3651                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3652                 struct page *p;
3653
3654                 if (n) {
3655                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3656                                 p->slab = s;
3657
3658 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3659                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3660                                 p->slab = s;
3661 #endif
3662                 }
3663         }
3664 }
3665
3666 void __init kmem_cache_init(void)
3667 {
3668         int i;
3669         int caches = 0;
3670         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3671         int order;
3672         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3673         unsigned long kmalloc_size;
3674
3675         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3676                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3677
3678         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3679         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3680         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3681         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3682
3683         /*
3684          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3685          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3686          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3687          */
3688         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3689
3690         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3691                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3692                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3693
3694         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3695
3696         /* Able to allocate the per node structures */
3697         slab_state = PARTIAL;
3698
3699         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3700         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3701                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3702         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3703         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3704
3705         /*
3706          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3707          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3708          * update any list pointers.
3709          */
3710         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3711
3712         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3713         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3714
3715         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3716
3717         caches++;
3718         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3719         caches++;
3720         /* Free temporary boot structure */
3721         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3722
3723         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3724
3725         /*
3726          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3727          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3728          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3729          *
3730          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3731          * handle the index determination for the smaller caches.
3732          *
3733          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3734          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3735          */
3736         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3737                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3738
3739         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3740                 int elem = size_index_elem(i);
3741                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3742                         break;
3743                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3744         }
3745
3746         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3747                 /*
3748                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3749                  * is 64 byte.
3750                  */
3751                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3752                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3753         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3754                 /*
3755                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3756                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3757                  * instead.
3758                  */
3759                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3760                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3761         }
3762
3763         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3764         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3765                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3766                 caches++;
3767         }
3768
3769         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3770                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3771                 caches++;
3772         }
3773
3774         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3775                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3776                 caches++;
3777         }
3778
3779         slab_state = UP;
3780
3781         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3782         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3783                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3784                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3785         }
3786
3787         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3788                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3789                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3790         }
3791
3792         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3793                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3794
3795                 BUG_ON(!s);
3796                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3797         }
3798
3799 #ifdef CONFIG_SMP
3800         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3801 #endif
3802
3803 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3804         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3805                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3806
3807                 if (s && s->size) {
3808                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3809                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3810
3811                         BUG_ON(!name);
3812                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3813                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3814                 }
3815         }
3816 #endif
3817         printk(KERN_INFO
3818                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3819                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3820                 caches, cache_line_size(),
3821                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3822                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3823 }
3824
3825 void __init kmem_cache_init_late(void)
3826 {
3827 }
3828
3829 /*
3830  * Find a mergeable slab cache
3831  */
3832 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3833 {
3834         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3835                 return 1;
3836
3837         if (s->ctor)
3838                 return 1;
3839
3840         /*
3841          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3842          */
3843         if (s->refcount < 0)
3844                 return 1;
3845
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3850                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3851                 void (*ctor)(void *))
3852 {
3853         struct kmem_cache *s;
3854
3855         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3856                 return NULL;
3857
3858         if (ctor)
3859                 return NULL;
3860
3861         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3862         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3863         size = ALIGN(size, align);
3864         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3865
3866         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3867                 if (slab_unmergeable(s))
3868                         continue;
3869
3870                 if (size > s->size)
3871                         continue;
3872
3873                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3874                                 continue;
3875                 /*
3876                  * Check if alignment is compatible.
3877                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3878                  */
3879                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3880                         continue;
3881
3882                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3883                         continue;
3884
3885                 return s;
3886         }
3887         return NULL;
3888 }
3889
3890 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3891                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3892 {
3893         struct kmem_cache *s;
3894         char *n;
3895
3896         if (WARN_ON(!name))
3897                 return NULL;
3898
3899         down_write(&slub_lock);
3900         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3901         if (s) {
3902                 s->refcount++;
3903                 /*
3904                  * Adjust the object sizes so that we clear
3905                  * the complete object on kzalloc.
3906                  */
3907                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3908                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3909
3910                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3911                         s->refcount--;
3912                         goto err;
3913                 }
3914                 up_write(&slub_lock);
3915                 return s;
3916         }
3917
3918         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3919         if (!n)
3920                 goto err;
3921
3922         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3923         if (s) {
3924                 if (kmem_cache_open(s, n,
3925                                 size, align, flags, ctor)) {
3926                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3927                         up_write(&slub_lock);
3928                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3929                                 down_write(&slub_lock);
3930                                 list_del(&s->list);
3931                                 kfree(n);
3932                                 kfree(s);
3933                                 goto err;
3934                         }
3935                         return s;
3936                 }
3937                 kfree(n);
3938                 kfree(s);
3939         }
3940 err:
3941         up_write(&slub_lock);
3942
3943         if (flags & SLAB_PANIC)
3944                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3945         else
3946                 s = NULL;
3947         return s;
3948 }
3949 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3950
3951 #ifdef CONFIG_SMP
3952 /*
3953  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3954  * necessary.
3955  */
3956 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3957                 unsigned long action, void *hcpu)
3958 {
3959         long cpu = (long)hcpu;
3960         struct kmem_cache *s;
3961         unsigned long flags;
3962
3963         switch (action) {
3964         case CPU_UP_CANCELED:
3965         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3966         case CPU_DEAD:
3967         case CPU_DEAD_FROZEN:
3968                 down_read(&slub_lock);
3969                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3970                         local_irq_save(flags);
3971                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3972                         local_irq_restore(flags);
3973                 }
3974                 up_read(&slub_lock);
3975                 break;
3976         default:
3977                 break;
3978         }
3979         return NOTIFY_OK;
3980 }
3981
3982 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3983         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3984 };
3985
3986 #endif
3987
3988 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3989 {
3990         struct kmem_cache *s;
3991         void *ret;
3992
3993         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3994                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3995
3996         s = get_slab(size, gfpflags);
3997
3998         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3999                 return s;
4000
4001         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4002
4003         /* Honor the call site pointer we received. */
4004         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4005
4006         return ret;
4007 }
4008
4009 #ifdef CONFIG_NUMA
4010 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4011                                         int node, unsigned long caller)
4012 {
4013         struct kmem_cache *s;
4014         void *ret;
4015
4016         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4017                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4018
4019                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4020                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4021                                    gfpflags, node);
4022
4023                 return ret;
4024         }
4025
4026         s = get_slab(size, gfpflags);
4027
4028         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4029                 return s;
4030
4031         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4032
4033         /* Honor the call site pointer we received. */
4034         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4035
4036         return ret;
4037 }
4038 #endif
4039
4040 #ifdef CONFIG_SYSFS
4041 static int count_inuse(struct page *page)
4042 {
4043         return page->inuse;
4044 }
4045
4046 static int count_total(struct page *page)
4047 {
4048         return page->objects;
4049 }
4050 #endif
4051
4052 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4053 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4054                                                 unsigned long *map)
4055 {
4056         void *p;
4057         void *addr = page_address(page);
4058
4059         if (!check_slab(s, page) ||
4060                         !on_freelist(s, page, NULL))
4061                 return 0;
4062
4063         /* Now we know that a valid freelist exists */
4064         bitmap_zero(map, page->objects);
4065
4066         get_map(s, page, map);
4067         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4068                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4069                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4070                                 return 0;
4071         }
4072
4073         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4074                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4075                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4076                                 return 0;
4077         return 1;
4078 }
4079
4080 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4081                                                 unsigned long *map)
4082 {
4083         slab_lock(page);
4084         validate_slab(s, page, map);
4085         slab_unlock(page);
4086 }
4087
4088 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4089                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4090 {
4091         unsigned long count = 0;
4092         struct page *page;
4093         unsigned long flags;
4094
4095         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4096
4097         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4098                 validate_slab_slab(s, page, map);
4099                 count++;
4100         }
4101         if (count != n->nr_partial)
4102                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4103                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4104
4105         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4106                 goto out;
4107
4108         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4109                 validate_slab_slab(s, page, map);
4110                 count++;
4111         }
4112         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4113                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4114                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4115                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4116
4117 out:
4118         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4119         return count;
4120 }
4121
4122 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4123 {
4124         int node;
4125         unsigned long count = 0;
4126         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4127                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4128
4129         if (!map)
4130                 return -ENOMEM;
4131
4132         flush_all(s);
4133         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4134                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4135
4136                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4137         }
4138         kfree(map);
4139         return count;
4140 }
4141 /*
4142  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4143  * and freed.
4144  */
4145
4146 struct location {
4147         unsigned long count;
4148         unsigned long addr;
4149         long long sum_time;
4150         long min_time;
4151         long max_time;
4152         long min_pid;
4153         long max_pid;
4154         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4155         nodemask_t nodes;
4156 };
4157
4158 struct loc_track {
4159         unsigned long max;
4160         unsigned long count;
4161         struct location *loc;
4162 };
4163
4164 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4165 {
4166         if (t->max)
4167                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4168                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4169 }
4170
4171 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4172 {
4173         struct location *l;
4174         int order;
4175
4176         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4177
4178         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4179         if (!l)
4180                 return 0;
4181
4182         if (t->count) {
4183                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4184                 free_loc_track(t);
4185         }
4186         t->max = max;
4187         t->loc = l;
4188         return 1;
4189 }
4190
4191 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4192                                 const struct track *track)
4193 {
4194         long start, end, pos;
4195         struct location *l;
4196         unsigned long caddr;
4197         unsigned long age = jiffies - track->when;
4198
4199         start = -1;
4200         end = t->count;
4201
4202         for ( ; ; ) {
4203                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4204
4205                 /*
4206                  * There is nothing at "end". If we end up there
4207                  * we need to add something to before end.
4208                  */
4209                 if (pos == end)
4210                         break;
4211
4212                 caddr = t->loc[pos].addr;
4213                 if (track->addr == caddr) {
4214
4215                         l = &t->loc[pos];
4216                         l->count++;
4217                         if (track->when) {
4218                                 l->sum_time += age;
4219                                 if (age < l->min_time)
4220                                         l->min_time = age;
4221                                 if (age > l->max_time)
4222                                         l->max_time = age;
4223
4224                                 if (track->pid < l->min_pid)
4225                                         l->min_pid = track->pid;
4226                                 if (track->pid > l->max_pid)
4227                                         l->max_pid = track->pid;
4228
4229                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4230                                                 to_cpumask(l->cpus));
4231                         }
4232                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4233                         return 1;
4234                 }
4235
4236                 if (track->addr < caddr)
4237                         end = pos;
4238                 else
4239                         start = pos;
4240         }
4241
4242         /*
4243          * Not found. Insert new tracking element.
4244          */
4245         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4246                 return 0;
4247
4248         l = t->loc + pos;
4249         if (pos < t->count)
4250                 memmove(l + 1, l,
4251                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4252         t->count++;
4253         l->count = 1;
4254         l->addr = track->addr;
4255         l->sum_time = age;
4256         l->min_time = age;
4257         l->max_time = age;
4258         l->min_pid = track->pid;
4259         l->max_pid = track->pid;
4260         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4261         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4262         nodes_clear(l->nodes);
4263         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4264         return 1;
4265 }
4266
4267 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4268                 struct page *page, enum track_item alloc,
4269                 unsigned long *map)
4270 {
4271         void *addr = page_address(page);
4272         void *p;
4273
4274         bitmap_zero(map, page->objects);
4275         get_map(s, page, map);
4276
4277         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4278                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4279                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4280 }
4281
4282 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4283                                         enum track_item alloc)
4284 {
4285         int len = 0;
4286         unsigned long i;
4287         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4288         int node;
4289         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4290                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4291
4292         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4293                                      GFP_TEMPORARY)) {
4294                 kfree(map);
4295                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4296         }
4297         /* Push back cpu slabs */
4298         flush_all(s);
4299
4300         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4301                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4302                 unsigned long flags;
4303                 struct page *page;
4304
4305                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4306                         continue;
4307
4308                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4309                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4310                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4311                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4312                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4313                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4314         }
4315
4316         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4317                 struct location *l = &t.loc[i];
4318
4319                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4320                         break;
4321                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4322
4323                 if (l->addr)
4324                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4325                 else
4326                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4327
4328                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4329                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4330                                 l->min_time,
4331                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4332                                 l->max_time);
4333                 } else
4334                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4335                                 l->min_time);
4336
4337                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4338                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4339                                 l->min_pid, l->max_pid);
4340                 else
4341                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4342                                 l->min_pid);
4343
4344                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4345                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4346                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4347                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4348                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4349                                                  to_cpumask(l->cpus));
4350                 }
4351
4352                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4353                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4354                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4355                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4356                                         l->nodes);
4357                 }
4358
4359                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4360         }
4361
4362         free_loc_track(&t);
4363         kfree(map);
4364         if (!t.count)
4365                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4366         return len;
4367 }
4368 #endif
4369
4370 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4371 static void resiliency_test(void)
4372 {
4373         u8 *p;
4374
4375         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4376
4377         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4378         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4379         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4380
4381         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4382         p[16] = 0x12;
4383         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4384                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4385
4386         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4387
4388         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4389         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4390         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4391         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4392                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4393         printk(KERN_ERR
4394                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4395
4396         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4397         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4398         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4399         *p = 0x56;
4400         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4401                                                                         p);
4402         printk(KERN_ERR
4403                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4404         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4405
4406         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4407         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4408         kfree(p);
4409         *p = 0x78;
4410         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4411         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4412
4413         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4414         kfree(p);
4415         p[50] = 0x9a;
4416         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4417                         p);
4418         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4419
4420         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4421         kfree(p);
4422         p[512] = 0xab;
4423         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4424         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4425 }
4426 #else
4427 #ifdef CONFIG_SYSFS
4428 static void resiliency_test(void) {};
4429 #endif
4430 #endif
4431
4432 #ifdef CONFIG_SYSFS
4433 enum slab_stat_type {
4434         SL_ALL,                 /* All slabs */
4435         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4436         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4437         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4438         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4439 };
4440
4441 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4442 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4443 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4444 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4445 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4446
4447 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4448                             char *buf, unsigned long flags)
4449 {
4450         unsigned long total = 0;
4451         int node;
4452         int x;
4453         unsigned long *nodes;
4454         unsigned long *per_cpu;
4455
4456         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4457         if (!nodes)
4458                 return -ENOMEM;
4459         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4460
4461         if (flags & SO_CPU) {
4462                 int cpu;
4463
4464                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4465                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4466                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4467                         struct page *page;
4468
4469                         if (node < 0)
4470                                 continue;
4471                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4472                         if (page) {
4473                                 if (flags & SO_TOTAL)
4474                                         x = page->objects;
4475                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4476                                         x = page->inuse;
4477                                 else
4478                                         x = 1;
4479
4480                                 total += x;
4481                                 nodes[node] += x;
4482                         }
4483                         page = c->partial;
4484
4485                         if (page) {
4486                                 x = page->pobjects;
4487                                 total += x;
4488                                 nodes[node] += x;
4489                         }
4490                         per_cpu[node]++;
4491                 }
4492         }
4493
4494         lock_memory_hotplug();
4495 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4496         if (flags & SO_ALL) {
4497                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4498                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4499
4500                 if (flags & SO_TOTAL)
4501                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4502                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4503                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4504                                 count_partial(n, count_free);
4505
4506                         else
4507                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4508                         total += x;
4509                         nodes[node] += x;
4510                 }
4511
4512         } else
4513 #endif
4514         if (flags & SO_PARTIAL) {
4515                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4516                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4517
4518                         if (flags & SO_TOTAL)
4519                                 x = count_partial(n, count_total);
4520                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4521                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4522                         else
4523                                 x = n->nr_partial;
4524                         total += x;
4525                         nodes[node] += x;
4526                 }
4527         }
4528         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4529 #ifdef CONFIG_NUMA
4530         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4531                 if (nodes[node])
4532                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4533                                         node, nodes[node]);
4534 #endif
4535         unlock_memory_hotplug();
4536         kfree(nodes);
4537         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4538 }
4539
4540 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4541 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4542 {
4543         int node;
4544
4545         for_each_online_node(node) {
4546                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4547
4548                 if (!n)
4549                         continue;
4550
4551                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4552                         return 1;
4553         }
4554         return 0;
4555 }
4556 #endif
4557
4558 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4559 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4560
4561 struct slab_attribute {
4562         struct attribute attr;
4563         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4564         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4565 };
4566
4567 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4568         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4569         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4570
4571 #define SLAB_ATTR(_name) \
4572         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4573         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4574
4575 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4576 {
4577         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4578 }
4579 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4580
4581 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4582 {
4583         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4584 }
4585 SLAB_ATTR_RO(align);
4586
4587 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4588 {
4589         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4590 }
4591 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4592
4593 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4594 {
4595         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4596 }
4597 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4598
4599 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4600                                 const char *buf, size_t length)
4601 {
4602         unsigned long order;
4603         int err;
4604
4605         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4606         if (err)
4607                 return err;
4608
4609         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4610                 return -EINVAL;
4611
4612         calculate_sizes(s, order);
4613         return length;
4614 }
4615
4616 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4619 }
4620 SLAB_ATTR(order);
4621
4622 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4623 {
4624         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4625 }
4626
4627 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4628                                  size_t length)
4629 {
4630         unsigned long min;
4631         int err;
4632
4633         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4634         if (err)
4635                 return err;
4636
4637         set_min_partial(s, min);
4638         return length;
4639 }
4640 SLAB_ATTR(min_partial);
4641
4642 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4643 {
4644         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4645 }
4646
4647 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4648                                  size_t length)
4649 {
4650         unsigned long objects;
4651         int err;
4652
4653         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4654         if (err)
4655                 return err;
4656
4657         s->cpu_partial = objects;
4658         flush_all(s);
4659         return length;
4660 }
4661 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4662
4663 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4664 {
4665         if (!s->ctor)
4666                 return 0;
4667         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4668 }
4669 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4670
4671 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4672 {
4673         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4674 }
4675 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4676
4677 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4678 {
4679         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4680 }
4681 SLAB_ATTR_RO(partial);
4682
4683 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4686 }
4687 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4688
4689 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4690 {
4691         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4692 }
4693 SLAB_ATTR_RO(objects);
4694
4695 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4696 {
4697         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4698 }
4699 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4700
4701 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4702 {
4703         int objects = 0;
4704         int pages = 0;
4705         int cpu;
4706         int len;
4707
4708         for_each_online_cpu(cpu) {
4709                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4710
4711                 if (page) {
4712                         pages += page->pages;
4713                         objects += page->pobjects;
4714                 }
4715         }
4716
4717         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4718
4719 #ifdef CONFIG_SMP
4720         for_each_online_cpu(cpu) {
4721                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4722
4723                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4724                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4725                                 page->pobjects, page->pages);
4726         }
4727 #endif
4728         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4729 }
4730 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4731
4732 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4735 }
4736
4737 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4738                                 const char *buf, size_t length)
4739 {
4740         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4741         if (buf[0] == '1')
4742                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4743         return length;
4744 }
4745 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4746
4747 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4748 {
4749         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4750 }
4751 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4752
4753 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4754 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4755 {
4756         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4757 }
4758 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4759 #endif
4760
4761 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4762 {
4763         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4764 }
4765 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4766
4767 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4768 {
4769         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4770 }
4771 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4772
4773 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4774 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4775 {
4776         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4777 }
4778 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4779
4780 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4781 {
4782         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4783 }
4784 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4785
4786 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4787 {
4788         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4789 }
4790
4791 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4792                                 const char *buf, size_t length)
4793 {
4794         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4795         if (buf[0] == '1') {
4796                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4797                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4798         }
4799         return length;
4800 }
4801 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4802
4803 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4804 {
4805         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4806 }
4807
4808 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4809                                                         size_t length)
4810 {
4811         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4812         if (buf[0] == '1') {
4813                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4814                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4815         }
4816         return length;
4817 }
4818 SLAB_ATTR(trace);
4819
4820 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4821 {
4822         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4823 }
4824
4825 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4826                                 const char *buf, size_t length)
4827 {
4828         if (any_slab_objects(s))
4829                 return -EBUSY;
4830
4831         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4832         if (buf[0] == '1') {
4833                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4834                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4835         }
4836         calculate_sizes(s, -1);
4837         return length;
4838 }
4839 SLAB_ATTR(red_zone);
4840
4841 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4842 {
4843         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4844 }
4845
4846 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4847                                 const char *buf, size_t length)
4848 {
4849         if (any_slab_objects(s))
4850                 return -EBUSY;
4851
4852         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4853         if (buf[0] == '1') {
4854                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4855                 s->flags |= SLAB_POISON;
4856         }
4857         calculate_sizes(s, -1);
4858         return length;
4859 }
4860 SLAB_ATTR(poison);
4861
4862 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4863 {
4864         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4865 }
4866
4867 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4868                                 const char *buf, size_t length)
4869 {
4870         if (any_slab_objects(s))
4871                 return -EBUSY;
4872
4873         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4874         if (buf[0] == '1') {
4875                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4876                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4877         }
4878         calculate_sizes(s, -1);
4879         return length;
4880 }
4881 SLAB_ATTR(store_user);
4882
4883 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4884 {
4885         return 0;
4886 }
4887
4888 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4889                         const char *buf, size_t length)
4890 {
4891         int ret = -EINVAL;
4892
4893         if (buf[0] == '1') {
4894                 ret = validate_slab_cache(s);
4895                 if (ret >= 0)
4896                         ret = length;
4897         }
4898         return ret;
4899 }
4900 SLAB_ATTR(validate);
4901
4902 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4903 {
4904         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4905                 return -ENOSYS;
4906         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4907 }
4908 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4909
4910 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4911 {
4912         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4913                 return -ENOSYS;
4914         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4915 }
4916 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4917 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4918
4919 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4920 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4921 {
4922         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4923 }
4924
4925 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4926                                                         size_t length)
4927 {
4928         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4929         if (buf[0] == '1')
4930                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4931         return length;
4932 }
4933 SLAB_ATTR(failslab);
4934 #endif
4935
4936 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         return 0;
4939 }
4940
4941 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4942                         const char *buf, size_t length)
4943 {
4944         if (buf[0] == '1') {
4945                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4946
4947                 if (rc)
4948                         return rc;
4949         } else
4950                 return -EINVAL;
4951         return length;
4952 }
4953 SLAB_ATTR(shrink);
4954
4955 #ifdef CONFIG_NUMA
4956 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4957 {
4958         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4959 }
4960
4961 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4962                                 const char *buf, size_t length)
4963 {
4964         unsigned long ratio;
4965         int err;
4966
4967         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4968         if (err)
4969                 return err;
4970
4971         if (ratio <= 100)
4972                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4973
4974         return length;
4975 }
4976 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4977 #endif
4978
4979 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4980 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4981 {
4982         unsigned long sum  = 0;
4983         int cpu;
4984         int len;
4985         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4986
4987         if (!data)
4988                 return -ENOMEM;
4989
4990         for_each_online_cpu(cpu) {
4991                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4992
4993                 data[cpu] = x;
4994                 sum += x;
4995         }
4996
4997         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4998
4999 #ifdef CONFIG_SMP
5000         for_each_online_cpu(cpu) {
5001                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5002                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5003         }
5004 #endif
5005         kfree(data);
5006         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5007 }
5008
5009 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5010 {
5011         int cpu;
5012
5013         for_each_online_cpu(cpu)
5014                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5015 }
5016
5017 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5018 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5019 {                                                               \
5020         return show_stat(s, buf, si);                           \
5021 }                                                               \
5022 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5023                                 const char *buf, size_t length) \
5024 {                                                               \
5025         if (buf[0] != '0')                                      \
5026                 return -EINVAL;                                 \
5027         clear_stat(s, si);                                      \
5028         return length;                                          \
5029 }                                                               \
5030 SLAB_ATTR(text);                                                \
5031
5032 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5033 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5034 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5035 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5036 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5037 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5038 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5039 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5040 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5041 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5042 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5043 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5044 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5045 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5046 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5047 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5048 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5049 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5050 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5051 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5052 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5053 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5054 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5055 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5056 #endif
5057
5058 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5059         &slab_size_attr.attr,
5060         &object_size_attr.attr,
5061         &objs_per_slab_attr.attr,
5062         &order_attr.attr,
5063         &min_partial_attr.attr,
5064         &cpu_partial_attr.attr,
5065         &objects_attr.attr,
5066         &objects_partial_attr.attr,
5067         &partial_attr.attr,
5068         &cpu_slabs_attr.attr,
5069         &ctor_attr.attr,
5070         &aliases_attr.attr,
5071         &align_attr.attr,
5072         &hwcache_align_attr.attr,
5073         &reclaim_account_attr.attr,
5074         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5075         &shrink_attr.attr,
5076         &reserved_attr.attr,
5077         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5078 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5079         &total_objects_attr.attr,
5080         &slabs_attr.attr,
5081         &sanity_checks_attr.attr,
5082         &trace_attr.attr,
5083         &red_zone_attr.attr,
5084         &poison_attr.attr,
5085         &store_user_attr.attr,
5086         &validate_attr.attr,
5087         &alloc_calls_attr.attr,
5088         &free_calls_attr.attr,
5089 #endif
5090 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5091         &cache_dma_attr.attr,
5092 #endif
5093 #ifdef CONFIG_NUMA
5094         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5095 #endif
5096 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5097         &alloc_fastpath_attr.attr,
5098         &alloc_slowpath_attr.attr,
5099         &free_fastpath_attr.attr,
5100         &free_slowpath_attr.attr,
5101         &free_frozen_attr.attr,
5102         &free_add_partial_attr.attr,
5103         &free_remove_partial_attr.attr,
5104         &alloc_from_partial_attr.attr,
5105         &alloc_slab_attr.attr,
5106         &alloc_refill_attr.attr,
5107         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5108         &free_slab_attr.attr,
5109         &cpuslab_flush_attr.attr,
5110         &deactivate_full_attr.attr,
5111         &deactivate_empty_attr.attr,
5112         &deactivate_to_head_attr.attr,
5113         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5114         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5115         &deactivate_bypass_attr.attr,
5116         &order_fallback_attr.attr,
5117         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5118         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5119         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5120         &cpu_partial_free_attr.attr,
5121 #endif
5122 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5123         &failslab_attr.attr,
5124 #endif
5125
5126         NULL
5127 };
5128
5129 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5130         .attrs = slab_attrs,
5131 };
5132
5133 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5134                                 struct attribute *attr,
5135                                 char *buf)
5136 {
5137         struct slab_attribute *attribute;
5138         struct kmem_cache *s;
5139         int err;
5140
5141         attribute = to_slab_attr(attr);
5142         s = to_slab(kobj);
5143
5144         if (!attribute->show)
5145                 return -EIO;
5146
5147         err = attribute->show(s, buf);
5148
5149         return err;
5150 }
5151
5152 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5153                                 struct attribute *attr,
5154                                 const char *buf, size_t len)
5155 {
5156         struct slab_attribute *attribute;
5157         struct kmem_cache *s;
5158         int err;
5159
5160         attribute = to_slab_attr(attr);
5161         s = to_slab(kobj);
5162
5163         if (!attribute->store)
5164                 return -EIO;
5165
5166         err = attribute->store(s, buf, len);
5167
5168         return err;
5169 }
5170
5171 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5172 {
5173         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5174
5175         kfree(s->name);
5176         kfree(s);
5177 }
5178
5179 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5180         .show = slab_attr_show,
5181         .store = slab_attr_store,
5182 };
5183
5184 static struct kobj_type slab_ktype = {
5185         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5186         .release = kmem_cache_release
5187 };
5188
5189 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5190 {
5191         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5192
5193         if (ktype == &slab_ktype)
5194                 return 1;
5195         return 0;
5196 }
5197
5198 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5199         .filter = uevent_filter,
5200 };
5201
5202 static struct kset *slab_kset;
5203
5204 #define ID_STR_LENGTH 64
5205
5206 /* Create a unique string id for a slab cache:
5207  *
5208  * Format       :[flags-]size
5209  */
5210 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5211 {
5212         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5213         char *p = name;
5214
5215         BUG_ON(!name);
5216
5217         *p++ = ':';
5218         /*
5219          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5220          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5221          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5222          * are matched during merging to guarantee that the id is
5223          * unique.
5224          */
5225         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5226                 *p++ = 'd';
5227         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5228                 *p++ = 'a';
5229         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5230                 *p++ = 'F';
5231         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5232                 *p++ = 't';
5233         if (p != name + 1)
5234                 *p++ = '-';
5235         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5236         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5237         return name;
5238 }
5239
5240 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5241 {
5242         int err;
5243         const char *name;
5244         int unmergeable;
5245
5246         if (slab_state < SYSFS)
5247                 /* Defer until later */
5248                 return 0;
5249
5250         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5251         if (unmergeable) {
5252                 /*
5253                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5254                  * This is typically the case for debug situations. In that
5255                  * case we can catch duplicate names easily.
5256                  */
5257                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5258                 name = s->name;
5259         } else {
5260                 /*
5261                  * Create a unique name for the slab as a target
5262                  * for the symlinks.
5263                  */
5264                 name = create_unique_id(s);
5265         }
5266
5267         s->kobj.kset = slab_kset;
5268         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5269         if (err) {
5270                 kobject_put(&s->kobj);
5271                 return err;
5272         }
5273
5274         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5275         if (err) {
5276                 kobject_del(&s->kobj);
5277                 kobject_put(&s->kobj);
5278                 return err;
5279         }
5280         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5281         if (!unmergeable) {
5282                 /* Setup first alias */
5283                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5284                 kfree(name);
5285         }
5286         return 0;
5287 }
5288
5289 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5290 {
5291         if (slab_state < SYSFS)
5292                 /*
5293                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5294                  * cache from sysfs.
5295                  */
5296                 return;
5297
5298         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5299         kobject_del(&s->kobj);
5300         kobject_put(&s->kobj);
5301 }
5302
5303 /*
5304  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5305  * available lest we lose that information.
5306  */
5307 struct saved_alias {
5308         struct kmem_cache *s;
5309         const char *name;
5310         struct saved_alias *next;
5311 };
5312
5313 static struct saved_alias *alias_list;
5314
5315 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5316 {
5317         struct saved_alias *al;
5318
5319         if (slab_state == SYSFS) {
5320                 /*
5321                  * If we have a leftover link then remove it.
5322                  */
5323                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5324                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5325         }
5326
5327         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5328         if (!al)
5329                 return -ENOMEM;
5330
5331         al->s = s;
5332         al->name = name;
5333         al->next = alias_list;
5334         alias_list = al;
5335         return 0;
5336 }
5337
5338 static int __init slab_sysfs_init(void)
5339 {
5340         struct kmem_cache *s;
5341         int err;
5342
5343         down_write(&slub_lock);
5344
5345         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5346         if (!slab_kset) {
5347                 up_write(&slub_lock);
5348                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5349                 return -ENOSYS;
5350         }
5351
5352         slab_state = SYSFS;
5353
5354         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5355                 err = sysfs_slab_add(s);
5356                 if (err)
5357                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5358                                                 " to sysfs\n", s->name);
5359         }
5360
5361         while (alias_list) {
5362                 struct saved_alias *al = alias_list;
5363
5364                 alias_list = alias_list->next;
5365                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5366                 if (err)
5367                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5368                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5369                 kfree(al);
5370         }
5371
5372         up_write(&slub_lock);
5373         resiliency_test();
5374         return 0;
5375 }
5376
5377 __initcall(slab_sysfs_init);
5378 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5379
5380 /*
5381  * The /proc/slabinfo ABI
5382  */
5383 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5384 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5385 {
5386         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5387         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5388                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5389         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5390         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5391         seq_putc(m, '\n');
5392 }
5393
5394 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5395 {
5396         loff_t n = *pos;
5397
5398         down_read(&slub_lock);
5399         if (!n)
5400                 print_slabinfo_header(m);
5401
5402         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5403 }
5404
5405 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5406 {
5407         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5408 }
5409
5410 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5411 {
5412         up_read(&slub_lock);
5413 }
5414
5415 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5416 {
5417         unsigned long nr_partials = 0;
5418         unsigned long nr_slabs = 0;
5419         unsigned long nr_inuse = 0;
5420         unsigned long nr_objs = 0;
5421         unsigned long nr_free = 0;
5422         struct kmem_cache *s;
5423         int node;
5424
5425         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5426
5427         for_each_online_node(node) {
5428                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5429
5430                 if (!n)
5431                         continue;
5432
5433                 nr_partials += n->nr_partial;
5434                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5435                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5436                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5437         }
5438
5439         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5440
5441         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5442                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5443                    (1 << oo_order(s->oo)));
5444         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5445         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5446                    0UL);
5447         seq_putc(m, '\n');
5448         return 0;
5449 }
5450
5451 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5452         .start = s_start,
5453         .next = s_next,
5454         .stop = s_stop,
5455         .show = s_show,
5456 };
5457
5458 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5459 {
5460         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5461 }
5462
5463 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5464         .open           = slabinfo_open,
5465         .read           = seq_read,
5466         .llseek         = seq_lseek,
5467         .release        = seq_release,
5468 };
5469
5470 static int __init slab_proc_init(void)
5471 {
5472         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5473         return 0;
5474 }
5475 module_init(slab_proc_init);
5476 #endif /* CONFIG_SLABINFO */