ahci: Add PCI-id for the Highpoint Rocketraid 644L card
[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(), 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, *n2 = 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                 struct page new;
1882                 struct page old;
1883
1884                 c->partial = page->next;
1885
1886                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1887                 if (n != n2) {
1888                         if (n)
1889                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1890
1891                         n = n2;
1892                         spin_lock(&n->list_lock);
1893                 }
1894
1895                 do {
1896
1897                         old.freelist = page->freelist;
1898                         old.counters = page->counters;
1899                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1900
1901                         new.counters = old.counters;
1902                         new.freelist = old.freelist;
1903
1904                         new.frozen = 0;
1905
1906                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1907                                 old.freelist, old.counters,
1908                                 new.freelist, new.counters,
1909                                 "unfreezing slab"));
1910
1911                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1912                         page->next = discard_page;
1913                         discard_page = page;
1914                 } else {
1915                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1916                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1917                 }
1918         }
1919
1920         if (n)
1921                 spin_unlock(&n->list_lock);
1922
1923         while (discard_page) {
1924                 page = discard_page;
1925                 discard_page = discard_page->next;
1926
1927                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1928                 discard_slab(s, page);
1929                 stat(s, FREE_SLAB);
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1935  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1936  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1937  * onto a random cpus partial slot.
1938  *
1939  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1940  * per node partial list.
1941  */
1942 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1943 {
1944         struct page *oldpage;
1945         int pages;
1946         int pobjects;
1947
1948         do {
1949                 pages = 0;
1950                 pobjects = 0;
1951                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1952
1953                 if (oldpage) {
1954                         pobjects = oldpage->pobjects;
1955                         pages = oldpage->pages;
1956                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1957                                 unsigned long flags;
1958                                 /*
1959                                  * partial array is full. Move the existing
1960                                  * set to the per node partial list.
1961                                  */
1962                                 local_irq_save(flags);
1963                                 unfreeze_partials(s);
1964                                 local_irq_restore(flags);
1965                                 pobjects = 0;
1966                                 pages = 0;
1967                         }
1968                 }
1969
1970                 pages++;
1971                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1972
1973                 page->pages = pages;
1974                 page->pobjects = pobjects;
1975                 page->next = oldpage;
1976
1977         } while (irqsafe_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1978         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1979         return pobjects;
1980 }
1981
1982 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1983 {
1984         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1985         deactivate_slab(s, c);
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Flush cpu slab.
1990  *
1991  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1992  */
1993 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1994 {
1995         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1996
1997         if (likely(c)) {
1998                 if (c->page)
1999                         flush_slab(s, c);
2000
2001                 unfreeze_partials(s);
2002         }
2003 }
2004
2005 static void flush_cpu_slab(void *d)
2006 {
2007         struct kmem_cache *s = d;
2008
2009         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2010 }
2011
2012 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2013 {
2014         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2015 }
2016
2017 /*
2018  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2019  * locality expectations.
2020  */
2021 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2022 {
2023 #ifdef CONFIG_NUMA
2024         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2025                 return 0;
2026 #endif
2027         return 1;
2028 }
2029
2030 static int count_free(struct page *page)
2031 {
2032         return page->objects - page->inuse;
2033 }
2034
2035 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2036                                         int (*get_count)(struct page *))
2037 {
2038         unsigned long flags;
2039         unsigned long x = 0;
2040         struct page *page;
2041
2042         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2043         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2044                 x += get_count(page);
2045         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2046         return x;
2047 }
2048
2049 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2050 {
2051 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2052         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2053 #else
2054         return 0;
2055 #endif
2056 }
2057
2058 static noinline void
2059 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2060 {
2061         int node;
2062
2063         printk(KERN_WARNING
2064                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2065                 nid, gfpflags);
2066         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2067                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2068                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2069
2070         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2071                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2072                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2073
2074         for_each_online_node(node) {
2075                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2076                 unsigned long nr_slabs;
2077                 unsigned long nr_objs;
2078                 unsigned long nr_free;
2079
2080                 if (!n)
2081                         continue;
2082
2083                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2084                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2085                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2086
2087                 printk(KERN_WARNING
2088                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2089                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2090         }
2091 }
2092
2093 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2094                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2095 {
2096         void *object;
2097         struct kmem_cache_cpu *c;
2098         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2099
2100         if (page) {
2101                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2102                 if (c->page)
2103                         flush_slab(s, c);
2104
2105                 /*
2106                  * No other reference to the page yet so we can
2107                  * muck around with it freely without cmpxchg
2108                  */
2109                 object = page->freelist;
2110                 page->freelist = NULL;
2111
2112                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2113                 c->node = page_to_nid(page);
2114                 c->page = page;
2115                 *pc = c;
2116         } else
2117                 object = NULL;
2118
2119         return object;
2120 }
2121
2122 /*
2123  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2124  * debugging duties.
2125  *
2126  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2127  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2128  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2129  *
2130  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2131  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2132  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2133  *
2134  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2135  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2136  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2137  */
2138 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2139                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2140 {
2141         void **object;
2142         unsigned long flags;
2143         struct page new;
2144         unsigned long counters;
2145
2146         local_irq_save(flags);
2147 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2148         /*
2149          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2150          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2151          * pointer.
2152          */
2153         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2154 #endif
2155
2156         if (!c->page)
2157                 goto new_slab;
2158 redo:
2159         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2160                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2161                 deactivate_slab(s, c);
2162                 goto new_slab;
2163         }
2164
2165         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2166         object = c->freelist;
2167         if (object)
2168                 goto load_freelist;
2169
2170         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2171
2172         do {
2173                 object = c->page->freelist;
2174                 counters = c->page->counters;
2175                 new.counters = counters;
2176                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2177
2178                 /*
2179                  * If there is no object left then we use this loop to
2180                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2181                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2182                  * put the page back onto the partial list.
2183                  *
2184                  * If there are objects left then we retrieve them
2185                  * and use them to refill the per cpu queue.
2186                  */
2187
2188                 new.inuse = c->page->objects;
2189                 new.frozen = object != NULL;
2190
2191         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2192                         object, counters,
2193                         NULL, new.counters,
2194                         "__slab_alloc"));
2195
2196         if (!object) {
2197                 c->page = NULL;
2198                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2199                 goto new_slab;
2200         }
2201
2202         stat(s, ALLOC_REFILL);
2203
2204 load_freelist:
2205         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2206         c->tid = next_tid(c->tid);
2207         local_irq_restore(flags);
2208         return object;
2209
2210 new_slab:
2211
2212         if (c->partial) {
2213                 c->page = c->partial;
2214                 c->partial = c->page->next;
2215                 c->node = page_to_nid(c->page);
2216                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2217                 c->freelist = NULL;
2218                 goto redo;
2219         }
2220
2221         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2222         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2223
2224         if (unlikely(!object)) {
2225
2226                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2227
2228                 if (unlikely(!object)) {
2229                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2230                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2231
2232                         local_irq_restore(flags);
2233                         return NULL;
2234                 }
2235         }
2236
2237         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2238                 goto load_freelist;
2239
2240         /* Only entered in the debug case */
2241         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2242                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2243
2244         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2245         deactivate_slab(s, c);
2246         c->node = NUMA_NO_NODE;
2247         local_irq_restore(flags);
2248         return object;
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2253  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2254  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2255  *
2256  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2257  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2258  *
2259  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2260  */
2261 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2262                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2263 {
2264         void **object;
2265         struct kmem_cache_cpu *c;
2266         unsigned long tid;
2267
2268         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2269                 return NULL;
2270
2271 redo:
2272
2273         /*
2274          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2275          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2276          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2277          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2278          */
2279         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2280
2281         /*
2282          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2283          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2284          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2285          * linked list in between.
2286          */
2287         tid = c->tid;
2288         barrier();
2289
2290         object = c->freelist;
2291         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2292
2293                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2294
2295         else {
2296                 /*
2297                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2298                  * operation and if we are on the right processor.
2299                  *
2300                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2301                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2302                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2303                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2304                  *
2305                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2306                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2307                  */
2308                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2309                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2310                                 object, tid,
2311                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2312
2313                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2314                         goto redo;
2315                 }
2316                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2317         }
2318
2319         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2320                 memset(object, 0, s->objsize);
2321
2322         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2323
2324         return object;
2325 }
2326
2327 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2328 {
2329         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2330
2331         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2332
2333         return ret;
2334 }
2335 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2336
2337 #ifdef CONFIG_TRACING
2338 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2339 {
2340         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2341         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2342         return ret;
2343 }
2344 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2345
2346 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2347 {
2348         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2349         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2350         return ret;
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2353 #endif
2354
2355 #ifdef CONFIG_NUMA
2356 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2357 {
2358         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2359
2360         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2361                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2362
2363         return ret;
2364 }
2365 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2366
2367 #ifdef CONFIG_TRACING
2368 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2369                                     gfp_t gfpflags,
2370                                     int node, size_t size)
2371 {
2372         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2373
2374         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2375                            size, s->size, gfpflags, node);
2376         return ret;
2377 }
2378 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2379 #endif
2380 #endif
2381
2382 /*
2383  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2384  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2385  *
2386  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2387  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2388  * handling required then we can return immediately.
2389  */
2390 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2391                         void *x, unsigned long addr)
2392 {
2393         void *prior;
2394         void **object = (void *)x;
2395         int was_frozen;
2396         int inuse;
2397         struct page new;
2398         unsigned long counters;
2399         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2400         unsigned long uninitialized_var(flags);
2401
2402         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2403
2404         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2405                 return;
2406
2407         do {
2408                 prior = page->freelist;
2409                 counters = page->counters;
2410                 set_freepointer(s, object, prior);
2411                 new.counters = counters;
2412                 was_frozen = new.frozen;
2413                 new.inuse--;
2414                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2415
2416                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2417
2418                                 /*
2419                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2420                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2421                                  */
2422                                 new.frozen = 1;
2423
2424                         else { /* Needs to be taken off a list */
2425
2426                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2427                                 /*
2428                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2429                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2430                                  * drop the list_lock without any processing.
2431                                  *
2432                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2433                                  * other processors updating the list of slabs.
2434                                  */
2435                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2436
2437                         }
2438                 }
2439                 inuse = new.inuse;
2440
2441         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2442                 prior, counters,
2443                 object, new.counters,
2444                 "__slab_free"));
2445
2446         if (likely(!n)) {
2447
2448                 /*
2449                  * If we just froze the page then put it onto the
2450                  * per cpu partial list.
2451                  */
2452                 if (new.frozen && !was_frozen)
2453                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2454
2455                 /*
2456                  * The list lock was not taken therefore no list
2457                  * activity can be necessary.
2458                  */
2459                 if (was_frozen)
2460                         stat(s, FREE_FROZEN);
2461                 return;
2462         }
2463
2464         /*
2465          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2466          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2467          */
2468         if (was_frozen)
2469                 stat(s, FREE_FROZEN);
2470         else {
2471                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2472                         goto slab_empty;
2473
2474                 /*
2475                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2476                  * then add it.
2477                  */
2478                 if (unlikely(!prior)) {
2479                         remove_full(s, page);
2480                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2481                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2482                 }
2483         }
2484         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2485         return;
2486
2487 slab_empty:
2488         if (prior) {
2489                 /*
2490                  * Slab on the partial list.
2491                  */
2492                 remove_partial(n, page);
2493                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2494         } else
2495                 /* Slab must be on the full list */
2496                 remove_full(s, page);
2497
2498         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2499         stat(s, FREE_SLAB);
2500         discard_slab(s, page);
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2505  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2506  *
2507  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2508  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2509  * the item before.
2510  *
2511  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2512  * with all sorts of special processing.
2513  */
2514 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2515                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2516 {
2517         void **object = (void *)x;
2518         struct kmem_cache_cpu *c;
2519         unsigned long tid;
2520
2521         slab_free_hook(s, x);
2522
2523 redo:
2524         /*
2525          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2526          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2527          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2528          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2529          */
2530         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2531
2532         tid = c->tid;
2533         barrier();
2534
2535         if (likely(page == c->page)) {
2536                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2537
2538                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2539                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2540                                 c->freelist, tid,
2541                                 object, next_tid(tid)))) {
2542
2543                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2544                         goto redo;
2545                 }
2546                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2547         } else
2548                 __slab_free(s, page, x, addr);
2549
2550 }
2551
2552 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2553 {
2554         struct page *page;
2555
2556         page = virt_to_head_page(x);
2557
2558         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2559
2560         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2561 }
2562 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2563
2564 /*
2565  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2566  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2567  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2568  * another.
2569  *
2570  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2571  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2572  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2573  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2574  * locking overhead.
2575  */
2576
2577 /*
2578  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2579  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2580  * and increases the number of allocations possible without having to
2581  * take the list_lock.
2582  */
2583 static int slub_min_order;
2584 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2585 static int slub_min_objects;
2586
2587 /*
2588  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2589  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2590  */
2591 static int slub_nomerge;
2592
2593 /*
2594  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2595  *
2596  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2597  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2598  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2599  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2600  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2601  * would be wasted.
2602  *
2603  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2604  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2605  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2606  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2607  *
2608  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2609  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2610  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2611  * of space in favor of a small page order.
2612  *
2613  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2614  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2615  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2616  * the smallest order which will fit the object.
2617  */
2618 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2619                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2620 {
2621         int order;
2622         int rem;
2623         int min_order = slub_min_order;
2624
2625         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2626                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2627
2628         for (order = max(min_order,
2629                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2630                         order <= max_order; order++) {
2631
2632                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2633
2634                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2635                         continue;
2636
2637                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2638
2639                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2640                         break;
2641
2642         }
2643
2644         return order;
2645 }
2646
2647 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2648 {
2649         int order;
2650         int min_objects;
2651         int fraction;
2652         int max_objects;
2653
2654         /*
2655          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2656          * works by first attempting to generate a layout with
2657          * the best configuration and backing off gradually.
2658          *
2659          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2660          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2661          */
2662         min_objects = slub_min_objects;
2663         if (!min_objects)
2664                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2665         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2666         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2667
2668         while (min_objects > 1) {
2669                 fraction = 16;
2670                 while (fraction >= 4) {
2671                         order = slab_order(size, min_objects,
2672                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2673                         if (order <= slub_max_order)
2674                                 return order;
2675                         fraction /= 2;
2676                 }
2677                 min_objects--;
2678         }
2679
2680         /*
2681          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2682          * lets see if we can place a single object there.
2683          */
2684         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2685         if (order <= slub_max_order)
2686                 return order;
2687
2688         /*
2689          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2690          */
2691         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2692         if (order < MAX_ORDER)
2693                 return order;
2694         return -ENOSYS;
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2699  */
2700 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2701                 unsigned long align, unsigned long size)
2702 {
2703         /*
2704          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2705          * suggestion if the object is sufficiently large.
2706          *
2707          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2708          * alignment though. If that is greater then use it.
2709          */
2710         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2711                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2712                 while (size <= ralign / 2)
2713                         ralign /= 2;
2714                 align = max(align, ralign);
2715         }
2716
2717         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2718                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2719
2720         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2721 }
2722
2723 static void
2724 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2725 {
2726         n->nr_partial = 0;
2727         spin_lock_init(&n->list_lock);
2728         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2729 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2730         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2731         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2732         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2733 #endif
2734 }
2735
2736 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2737 {
2738         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2739                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2740
2741         /*
2742          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2743          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2744          */
2745         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2746                                      2 * sizeof(void *));
2747
2748         if (!s->cpu_slab)
2749                 return 0;
2750
2751         init_kmem_cache_cpus(s);
2752
2753         return 1;
2754 }
2755
2756 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2757
2758 /*
2759  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2760  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2761  * possible.
2762  *
2763  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2764  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2765  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2766  */
2767 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2768 {
2769         struct page *page;
2770         struct kmem_cache_node *n;
2771
2772         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2773
2774         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2775
2776         BUG_ON(!page);
2777         if (page_to_nid(page) != node) {
2778                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2779                                 "node %d\n", node);
2780                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2781                                 "in order to be able to continue\n");
2782         }
2783
2784         n = page->freelist;
2785         BUG_ON(!n);
2786         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2787         page->inuse = 1;
2788         page->frozen = 0;
2789         kmem_cache_node->node[node] = n;
2790 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2791         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2792         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2793 #endif
2794         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2795         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2796
2797         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2798 }
2799
2800 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2801 {
2802         int node;
2803
2804         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2805                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2806
2807                 if (n)
2808                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2809
2810                 s->node[node] = NULL;
2811         }
2812 }
2813
2814 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2815 {
2816         int node;
2817
2818         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2819                 struct kmem_cache_node *n;
2820
2821                 if (slab_state == DOWN) {
2822                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2823                         continue;
2824                 }
2825                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2826                                                 GFP_KERNEL, node);
2827
2828                 if (!n) {
2829                         free_kmem_cache_nodes(s);
2830                         return 0;
2831                 }
2832
2833                 s->node[node] = n;
2834                 init_kmem_cache_node(n, s);
2835         }
2836         return 1;
2837 }
2838
2839 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2840 {
2841         if (min < MIN_PARTIAL)
2842                 min = MIN_PARTIAL;
2843         else if (min > MAX_PARTIAL)
2844                 min = MAX_PARTIAL;
2845         s->min_partial = min;
2846 }
2847
2848 /*
2849  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2850  * a slab object.
2851  */
2852 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2853 {
2854         unsigned long flags = s->flags;
2855         unsigned long size = s->objsize;
2856         unsigned long align = s->align;
2857         int order;
2858
2859         /*
2860          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2861          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2862          * the possible location of the free pointer.
2863          */
2864         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2865
2866 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2867         /*
2868          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2869          * the slab may touch the object after free or before allocation
2870          * then we should never poison the object itself.
2871          */
2872         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2873                         !s->ctor)
2874                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2875         else
2876                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2877
2878
2879         /*
2880          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2881          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2882          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2883          */
2884         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2885                 size += sizeof(void *);
2886 #endif
2887
2888         /*
2889          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2890          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2891          */
2892         s->inuse = size;
2893
2894         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2895                 s->ctor)) {
2896                 /*
2897                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2898                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2899                  * kmem_cache_free.
2900                  *
2901                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2902                  * destructor or are poisoning the objects.
2903                  */
2904                 s->offset = size;
2905                 size += sizeof(void *);
2906         }
2907
2908 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2909         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2910                 /*
2911                  * Need to store information about allocs and frees after
2912                  * the object.
2913                  */
2914                 size += 2 * sizeof(struct track);
2915
2916         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2917                 /*
2918                  * Add some empty padding so that we can catch
2919                  * overwrites from earlier objects rather than let
2920                  * tracking information or the free pointer be
2921                  * corrupted if a user writes before the start
2922                  * of the object.
2923                  */
2924                 size += sizeof(void *);
2925 #endif
2926
2927         /*
2928          * Determine the alignment based on various parameters that the
2929          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2930          * on bootup.
2931          */
2932         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2933         s->align = align;
2934
2935         /*
2936          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2937          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2938          * each object to conform to the alignment.
2939          */
2940         size = ALIGN(size, align);
2941         s->size = size;
2942         if (forced_order >= 0)
2943                 order = forced_order;
2944         else
2945                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2946
2947         if (order < 0)
2948                 return 0;
2949
2950         s->allocflags = 0;
2951         if (order)
2952                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2953
2954         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2955                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2956
2957         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2958                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2959
2960         /*
2961          * Determine the number of objects per slab
2962          */
2963         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2964         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2965         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2966                 s->max = s->oo;
2967
2968         return !!oo_objects(s->oo);
2969
2970 }
2971
2972 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2973                 const char *name, size_t size,
2974                 size_t align, unsigned long flags,
2975                 void (*ctor)(void *))
2976 {
2977         memset(s, 0, kmem_size);
2978         s->name = name;
2979         s->ctor = ctor;
2980         s->objsize = size;
2981         s->align = align;
2982         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2983         s->reserved = 0;
2984
2985         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2986                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2987
2988         if (!calculate_sizes(s, -1))
2989                 goto error;
2990         if (disable_higher_order_debug) {
2991                 /*
2992                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2993                  * order increased.
2994                  */
2995                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2996                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2997                         s->offset = 0;
2998                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2999                                 goto error;
3000                 }
3001         }
3002
3003 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
3004         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3005                 /* Enable fast mode */
3006                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3007 #endif
3008
3009         /*
3010          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3011          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3012          */
3013         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3014
3015         /*
3016          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3017          * per cpu partial lists of a processor.
3018          *
3019          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3020          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3021          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3022          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3023          *
3024          * This setting also determines
3025          *
3026          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3027          *    per node list when we reach the limit.
3028          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3029          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3030          *    to keep some capacity around for frees.
3031          */
3032         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3033                 s->cpu_partial = 2;
3034         else if (s->size >= 1024)
3035                 s->cpu_partial = 6;
3036         else if (s->size >= 256)
3037                 s->cpu_partial = 13;
3038         else
3039                 s->cpu_partial = 30;
3040
3041         s->refcount = 1;
3042 #ifdef CONFIG_NUMA
3043         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3044 #endif
3045         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3046                 goto error;
3047
3048         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3049                 return 1;
3050
3051         free_kmem_cache_nodes(s);
3052 error:
3053         if (flags & SLAB_PANIC)
3054                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3055                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3056                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3057                         s->offset, flags);
3058         return 0;
3059 }
3060
3061 /*
3062  * Determine the size of a slab object
3063  */
3064 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3065 {
3066         return s->objsize;
3067 }
3068 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3069
3070 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3071                                                         const char *text)
3072 {
3073 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3074         void *addr = page_address(page);
3075         void *p;
3076         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3077                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3078         if (!map)
3079                 return;
3080         slab_err(s, page, "%s", text);
3081         slab_lock(page);
3082
3083         get_map(s, page, map);
3084         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3085
3086                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3087                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3088                                                         p, p - addr);
3089                         print_tracking(s, p);
3090                 }
3091         }
3092         slab_unlock(page);
3093         kfree(map);
3094 #endif
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3099  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3100  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3101  */
3102 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3103 {
3104         struct page *page, *h;
3105
3106         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3107                 if (!page->inuse) {
3108                         remove_partial(n, page);
3109                         discard_slab(s, page);
3110                 } else {
3111                         list_slab_objects(s, page,
3112                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3113                 }
3114         }
3115 }
3116
3117 /*
3118  * Release all resources used by a slab cache.
3119  */
3120 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3121 {
3122         int node;
3123
3124         flush_all(s);
3125         free_percpu(s->cpu_slab);
3126         /* Attempt to free all objects */
3127         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3128                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3129
3130                 free_partial(s, n);
3131                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3132                         return 1;
3133         }
3134         free_kmem_cache_nodes(s);
3135         return 0;
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3140  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3141  */
3142 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3143 {
3144         down_write(&slub_lock);
3145         s->refcount--;
3146         if (!s->refcount) {
3147                 list_del(&s->list);
3148                 up_write(&slub_lock);
3149                 if (kmem_cache_close(s)) {
3150                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3151                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3152                         dump_stack();
3153                 }
3154                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3155                         rcu_barrier();
3156                 sysfs_slab_remove(s);
3157         } else
3158                 up_write(&slub_lock);
3159 }
3160 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3161
3162 /********************************************************************
3163  *              Kmalloc subsystem
3164  *******************************************************************/
3165
3166 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3167 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3168
3169 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3170
3171 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3172 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3173 #endif
3174
3175 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3176 {
3177         get_option(&str, &slub_min_order);
3178
3179         return 1;
3180 }
3181
3182 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3183
3184 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3185 {
3186         get_option(&str, &slub_max_order);
3187         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3188
3189         return 1;
3190 }
3191
3192 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3193
3194 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3195 {
3196         get_option(&str, &slub_min_objects);
3197
3198         return 1;
3199 }
3200
3201 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3202
3203 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3204 {
3205         slub_nomerge = 1;
3206         return 1;
3207 }
3208
3209 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3210
3211 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3212                                                 int size, unsigned int flags)
3213 {
3214         struct kmem_cache *s;
3215
3216         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3217
3218         /*
3219          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3220          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3221          */
3222         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3223                                                                 flags, NULL))
3224                 goto panic;
3225
3226         list_add(&s->list, &slab_caches);
3227         return s;
3228
3229 panic:
3230         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3231         return NULL;
3232 }
3233
3234 /*
3235  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3236  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3237  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3238  * fls.
3239  */
3240 static s8 size_index[24] = {
3241         3,      /* 8 */
3242         4,      /* 16 */
3243         5,      /* 24 */
3244         5,      /* 32 */
3245         6,      /* 40 */
3246         6,      /* 48 */
3247         6,      /* 56 */
3248         6,      /* 64 */
3249         1,      /* 72 */
3250         1,      /* 80 */
3251         1,      /* 88 */
3252         1,      /* 96 */
3253         7,      /* 104 */
3254         7,      /* 112 */
3255         7,      /* 120 */
3256         7,      /* 128 */
3257         2,      /* 136 */
3258         2,      /* 144 */
3259         2,      /* 152 */
3260         2,      /* 160 */
3261         2,      /* 168 */
3262         2,      /* 176 */
3263         2,      /* 184 */
3264         2       /* 192 */
3265 };
3266
3267 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3268 {
3269         return (bytes - 1) / 8;
3270 }
3271
3272 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3273 {
3274         int index;
3275
3276         if (size <= 192) {
3277                 if (!size)
3278                         return ZERO_SIZE_PTR;
3279
3280                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3281         } else
3282                 index = fls(size - 1);
3283
3284 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3285         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3286                 return kmalloc_dma_caches[index];
3287
3288 #endif
3289         return kmalloc_caches[index];
3290 }
3291
3292 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3293 {
3294         struct kmem_cache *s;
3295         void *ret;
3296
3297         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3298                 return kmalloc_large(size, flags);
3299
3300         s = get_slab(size, flags);
3301
3302         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3303                 return s;
3304
3305         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3306
3307         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3308
3309         return ret;
3310 }
3311 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3312
3313 #ifdef CONFIG_NUMA
3314 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3315 {
3316         struct page *page;
3317         void *ptr = NULL;
3318
3319         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3320         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3321         if (page)
3322                 ptr = page_address(page);
3323
3324         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3325         return ptr;
3326 }
3327
3328 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3329 {
3330         struct kmem_cache *s;
3331         void *ret;
3332
3333         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3334                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3335
3336                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3337                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3338                                    flags, node);
3339
3340                 return ret;
3341         }
3342
3343         s = get_slab(size, flags);
3344
3345         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3346                 return s;
3347
3348         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3349
3350         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3351
3352         return ret;
3353 }
3354 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3355 #endif
3356
3357 size_t ksize(const void *object)
3358 {
3359         struct page *page;
3360
3361         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3362                 return 0;
3363
3364         page = virt_to_head_page(object);
3365
3366         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3367                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3368                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3369         }
3370
3371         return slab_ksize(page->slab);
3372 }
3373 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3374
3375 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3376 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3377 {
3378         struct page *page;
3379         void *object = (void *)x;
3380         unsigned long flags;
3381         bool rv;
3382
3383         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3384                 return false;
3385
3386         local_irq_save(flags);
3387
3388         page = virt_to_head_page(x);
3389         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3390                 /* maybe it was from stack? */
3391                 rv = true;
3392                 goto out_unlock;
3393         }
3394
3395         slab_lock(page);
3396         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3397                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3398                 rv = false;
3399         } else {
3400                 rv = true;
3401         }
3402         slab_unlock(page);
3403
3404 out_unlock:
3405         local_irq_restore(flags);
3406         return rv;
3407 }
3408 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3409 #endif
3410
3411 void kfree(const void *x)
3412 {
3413         struct page *page;
3414         void *object = (void *)x;
3415
3416         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3417
3418         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3419                 return;
3420
3421         page = virt_to_head_page(x);
3422         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3423                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3424                 kmemleak_free(x);
3425                 put_page(page);
3426                 return;
3427         }
3428         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3429 }
3430 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3431
3432 /*
3433  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3434  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3435  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3436  * and thus they can be removed from the partial lists.
3437  *
3438  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3439  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3440  * are freed in them.
3441  */
3442 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3443 {
3444         int node;
3445         int i;
3446         struct kmem_cache_node *n;
3447         struct page *page;
3448         struct page *t;
3449         int objects = oo_objects(s->max);
3450         struct list_head *slabs_by_inuse =
3451                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3452         unsigned long flags;
3453
3454         if (!slabs_by_inuse)
3455                 return -ENOMEM;
3456
3457         flush_all(s);
3458         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3459                 n = get_node(s, node);
3460
3461                 if (!n->nr_partial)
3462                         continue;
3463
3464                 for (i = 0; i < objects; i++)
3465                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3466
3467                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3468
3469                 /*
3470                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3471                  *
3472                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3473                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3474                  */
3475                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3476                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3477                         if (!page->inuse)
3478                                 n->nr_partial--;
3479                 }
3480
3481                 /*
3482                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3483                  * first and the least used slabs at the end.
3484                  */
3485                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3486                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3487
3488                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3489
3490                 /* Release empty slabs */
3491                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3492                         discard_slab(s, page);
3493         }
3494
3495         kfree(slabs_by_inuse);
3496         return 0;
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3499
3500 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3501 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3502 {
3503         struct kmem_cache *s;
3504
3505         down_read(&slub_lock);
3506         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3507                 kmem_cache_shrink(s);
3508         up_read(&slub_lock);
3509
3510         return 0;
3511 }
3512
3513 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3514 {
3515         struct kmem_cache_node *n;
3516         struct kmem_cache *s;
3517         struct memory_notify *marg = arg;
3518         int offline_node;
3519
3520         offline_node = marg->status_change_nid;
3521
3522         /*
3523          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3524          * for it yet.
3525          */
3526         if (offline_node < 0)
3527                 return;
3528
3529         down_read(&slub_lock);
3530         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3531                 n = get_node(s, offline_node);
3532                 if (n) {
3533                         /*
3534                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3535                          * that is going down. We were unable to free them,
3536                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3537                          * callback. So, we must fail.
3538                          */
3539                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3540
3541                         s->node[offline_node] = NULL;
3542                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3543                 }
3544         }
3545         up_read(&slub_lock);
3546 }
3547
3548 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3549 {
3550         struct kmem_cache_node *n;
3551         struct kmem_cache *s;
3552         struct memory_notify *marg = arg;
3553         int nid = marg->status_change_nid;
3554         int ret = 0;
3555
3556         /*
3557          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3558          * already created. Nothing to do.
3559          */
3560         if (nid < 0)
3561                 return 0;
3562
3563         /*
3564          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3565          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3566          * online.
3567          */
3568         down_read(&slub_lock);
3569         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3570                 /*
3571                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3572                  *      since memory is not yet available from the node that
3573                  *      is brought up.
3574                  */
3575                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3576                 if (!n) {
3577                         ret = -ENOMEM;
3578                         goto out;
3579                 }
3580                 init_kmem_cache_node(n, s);
3581                 s->node[nid] = n;
3582         }
3583 out:
3584         up_read(&slub_lock);
3585         return ret;
3586 }
3587
3588 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3589                                 unsigned long action, void *arg)
3590 {
3591         int ret = 0;
3592
3593         switch (action) {
3594         case MEM_GOING_ONLINE:
3595                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3596                 break;
3597         case MEM_GOING_OFFLINE:
3598                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3599                 break;
3600         case MEM_OFFLINE:
3601         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3602                 slab_mem_offline_callback(arg);
3603                 break;
3604         case MEM_ONLINE:
3605         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3606                 break;
3607         }
3608         if (ret)
3609                 ret = notifier_from_errno(ret);
3610         else
3611                 ret = NOTIFY_OK;
3612         return ret;
3613 }
3614
3615 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3616
3617 /********************************************************************
3618  *                      Basic setup of slabs
3619  *******************************************************************/
3620
3621 /*
3622  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3623  * the page allocator
3624  */
3625
3626 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3627 {
3628         int node;
3629
3630         list_add(&s->list, &slab_caches);
3631         s->refcount = -1;
3632
3633         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3634                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3635                 struct page *p;
3636
3637                 if (n) {
3638                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3639                                 p->slab = s;
3640
3641 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3642                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3643                                 p->slab = s;
3644 #endif
3645                 }
3646         }
3647 }
3648
3649 void __init kmem_cache_init(void)
3650 {
3651         int i;
3652         int caches = 0;
3653         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3654         int order;
3655         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3656         unsigned long kmalloc_size;
3657
3658         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3659                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3660
3661         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3662         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3663         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3664         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3665
3666         /*
3667          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3668          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3669          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3670          */
3671         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3672
3673         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3674                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3675                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3676
3677         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3678
3679         /* Able to allocate the per node structures */
3680         slab_state = PARTIAL;
3681
3682         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3683         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3684                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3685         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3686         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3687
3688         /*
3689          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3690          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3691          * update any list pointers.
3692          */
3693         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3694
3695         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3696         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3697
3698         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3699
3700         caches++;
3701         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3702         caches++;
3703         /* Free temporary boot structure */
3704         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3705
3706         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3707
3708         /*
3709          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3710          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3711          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3712          *
3713          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3714          * handle the index determination for the smaller caches.
3715          *
3716          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3717          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3718          */
3719         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3720                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3721
3722         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3723                 int elem = size_index_elem(i);
3724                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3725                         break;
3726                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3727         }
3728
3729         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3730                 /*
3731                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3732                  * is 64 byte.
3733                  */
3734                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3735                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3736         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3737                 /*
3738                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3739                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3740                  * instead.
3741                  */
3742                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3743                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3744         }
3745
3746         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3747         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3748                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3749                 caches++;
3750         }
3751
3752         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3753                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3754                 caches++;
3755         }
3756
3757         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3758                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3759                 caches++;
3760         }
3761
3762         slab_state = UP;
3763
3764         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3765         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3766                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3767                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3768         }
3769
3770         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3771                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3772                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3773         }
3774
3775         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3776                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3777
3778                 BUG_ON(!s);
3779                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3780         }
3781
3782 #ifdef CONFIG_SMP
3783         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3784 #endif
3785
3786 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3787         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3788                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3789
3790                 if (s && s->size) {
3791                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3792                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3793
3794                         BUG_ON(!name);
3795                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3796                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3797                 }
3798         }
3799 #endif
3800         printk(KERN_INFO
3801                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3802                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3803                 caches, cache_line_size(),
3804                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3805                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3806 }
3807
3808 void __init kmem_cache_init_late(void)
3809 {
3810 }
3811
3812 /*
3813  * Find a mergeable slab cache
3814  */
3815 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3816 {
3817         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3818                 return 1;
3819
3820         if (s->ctor)
3821                 return 1;
3822
3823         /*
3824          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3825          */
3826         if (s->refcount < 0)
3827                 return 1;
3828
3829         return 0;
3830 }
3831
3832 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3833                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3834                 void (*ctor)(void *))
3835 {
3836         struct kmem_cache *s;
3837
3838         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3839                 return NULL;
3840
3841         if (ctor)
3842                 return NULL;
3843
3844         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3845         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3846         size = ALIGN(size, align);
3847         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3848
3849         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3850                 if (slab_unmergeable(s))
3851                         continue;
3852
3853                 if (size > s->size)
3854                         continue;
3855
3856                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3857                                 continue;
3858                 /*
3859                  * Check if alignment is compatible.
3860                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3861                  */
3862                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3863                         continue;
3864
3865                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3866                         continue;
3867
3868                 return s;
3869         }
3870         return NULL;
3871 }
3872
3873 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3874                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3875 {
3876         struct kmem_cache *s;
3877         char *n;
3878
3879         if (WARN_ON(!name))
3880                 return NULL;
3881
3882         down_write(&slub_lock);
3883         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3884         if (s) {
3885                 s->refcount++;
3886                 /*
3887                  * Adjust the object sizes so that we clear
3888                  * the complete object on kzalloc.
3889                  */
3890                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3891                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3892
3893                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3894                         s->refcount--;
3895                         goto err;
3896                 }
3897                 up_write(&slub_lock);
3898                 return s;
3899         }
3900
3901         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3902         if (!n)
3903                 goto err;
3904
3905         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3906         if (s) {
3907                 if (kmem_cache_open(s, n,
3908                                 size, align, flags, ctor)) {
3909                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3910                         up_write(&slub_lock);
3911                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3912                                 down_write(&slub_lock);
3913                                 list_del(&s->list);
3914                                 kfree(n);
3915                                 kfree(s);
3916                                 goto err;
3917                         }
3918                         return s;
3919                 }
3920                 kfree(n);
3921                 kfree(s);
3922         }
3923 err:
3924         up_write(&slub_lock);
3925
3926         if (flags & SLAB_PANIC)
3927                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3928         else
3929                 s = NULL;
3930         return s;
3931 }
3932 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3933
3934 #ifdef CONFIG_SMP
3935 /*
3936  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3937  * necessary.
3938  */
3939 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3940                 unsigned long action, void *hcpu)
3941 {
3942         long cpu = (long)hcpu;
3943         struct kmem_cache *s;
3944         unsigned long flags;
3945
3946         switch (action) {
3947         case CPU_UP_CANCELED:
3948         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3949         case CPU_DEAD:
3950         case CPU_DEAD_FROZEN:
3951                 down_read(&slub_lock);
3952                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3953                         local_irq_save(flags);
3954                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3955                         local_irq_restore(flags);
3956                 }
3957                 up_read(&slub_lock);
3958                 break;
3959         default:
3960                 break;
3961         }
3962         return NOTIFY_OK;
3963 }
3964
3965 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3966         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3967 };
3968
3969 #endif
3970
3971 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3972 {
3973         struct kmem_cache *s;
3974         void *ret;
3975
3976         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3977                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3978
3979         s = get_slab(size, gfpflags);
3980
3981         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3982                 return s;
3983
3984         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3985
3986         /* Honor the call site pointer we received. */
3987         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3988
3989         return ret;
3990 }
3991
3992 #ifdef CONFIG_NUMA
3993 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3994                                         int node, unsigned long caller)
3995 {
3996         struct kmem_cache *s;
3997         void *ret;
3998
3999         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4000                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4001
4002                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4003                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4004                                    gfpflags, node);
4005
4006                 return ret;
4007         }
4008
4009         s = get_slab(size, gfpflags);
4010
4011         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4012                 return s;
4013
4014         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4015
4016         /* Honor the call site pointer we received. */
4017         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4018
4019         return ret;
4020 }
4021 #endif
4022
4023 #ifdef CONFIG_SYSFS
4024 static int count_inuse(struct page *page)
4025 {
4026         return page->inuse;
4027 }
4028
4029 static int count_total(struct page *page)
4030 {
4031         return page->objects;
4032 }
4033 #endif
4034
4035 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4036 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4037                                                 unsigned long *map)
4038 {
4039         void *p;
4040         void *addr = page_address(page);
4041
4042         if (!check_slab(s, page) ||
4043                         !on_freelist(s, page, NULL))
4044                 return 0;
4045
4046         /* Now we know that a valid freelist exists */
4047         bitmap_zero(map, page->objects);
4048
4049         get_map(s, page, map);
4050         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4051                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4052                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4053                                 return 0;
4054         }
4055
4056         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4057                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4058                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4059                                 return 0;
4060         return 1;
4061 }
4062
4063 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4064                                                 unsigned long *map)
4065 {
4066         slab_lock(page);
4067         validate_slab(s, page, map);
4068         slab_unlock(page);
4069 }
4070
4071 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4072                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4073 {
4074         unsigned long count = 0;
4075         struct page *page;
4076         unsigned long flags;
4077
4078         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4079
4080         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4081                 validate_slab_slab(s, page, map);
4082                 count++;
4083         }
4084         if (count != n->nr_partial)
4085                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4086                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4087
4088         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4089                 goto out;
4090
4091         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4092                 validate_slab_slab(s, page, map);
4093                 count++;
4094         }
4095         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4096                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4097                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4098                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4099
4100 out:
4101         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4102         return count;
4103 }
4104
4105 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4106 {
4107         int node;
4108         unsigned long count = 0;
4109         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4110                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4111
4112         if (!map)
4113                 return -ENOMEM;
4114
4115         flush_all(s);
4116         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4117                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4118
4119                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4120         }
4121         kfree(map);
4122         return count;
4123 }
4124 /*
4125  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4126  * and freed.
4127  */
4128
4129 struct location {
4130         unsigned long count;
4131         unsigned long addr;
4132         long long sum_time;
4133         long min_time;
4134         long max_time;
4135         long min_pid;
4136         long max_pid;
4137         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4138         nodemask_t nodes;
4139 };
4140
4141 struct loc_track {
4142         unsigned long max;
4143         unsigned long count;
4144         struct location *loc;
4145 };
4146
4147 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4148 {
4149         if (t->max)
4150                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4151                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4152 }
4153
4154 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4155 {
4156         struct location *l;
4157         int order;
4158
4159         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4160
4161         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4162         if (!l)
4163                 return 0;
4164
4165         if (t->count) {
4166                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4167                 free_loc_track(t);
4168         }
4169         t->max = max;
4170         t->loc = l;
4171         return 1;
4172 }
4173
4174 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4175                                 const struct track *track)
4176 {
4177         long start, end, pos;
4178         struct location *l;
4179         unsigned long caddr;
4180         unsigned long age = jiffies - track->when;
4181
4182         start = -1;
4183         end = t->count;
4184
4185         for ( ; ; ) {
4186                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4187
4188                 /*
4189                  * There is nothing at "end". If we end up there
4190                  * we need to add something to before end.
4191                  */
4192                 if (pos == end)
4193                         break;
4194
4195                 caddr = t->loc[pos].addr;
4196                 if (track->addr == caddr) {
4197
4198                         l = &t->loc[pos];
4199                         l->count++;
4200                         if (track->when) {
4201                                 l->sum_time += age;
4202                                 if (age < l->min_time)
4203                                         l->min_time = age;
4204                                 if (age > l->max_time)
4205                                         l->max_time = age;
4206
4207                                 if (track->pid < l->min_pid)
4208                                         l->min_pid = track->pid;
4209                                 if (track->pid > l->max_pid)
4210                                         l->max_pid = track->pid;
4211
4212                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4213                                                 to_cpumask(l->cpus));
4214                         }
4215                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4216                         return 1;
4217                 }
4218
4219                 if (track->addr < caddr)
4220                         end = pos;
4221                 else
4222                         start = pos;
4223         }
4224
4225         /*
4226          * Not found. Insert new tracking element.
4227          */
4228         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4229                 return 0;
4230
4231         l = t->loc + pos;
4232         if (pos < t->count)
4233                 memmove(l + 1, l,
4234                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4235         t->count++;
4236         l->count = 1;
4237         l->addr = track->addr;
4238         l->sum_time = age;
4239         l->min_time = age;
4240         l->max_time = age;
4241         l->min_pid = track->pid;
4242         l->max_pid = track->pid;
4243         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4244         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4245         nodes_clear(l->nodes);
4246         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4247         return 1;
4248 }
4249
4250 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4251                 struct page *page, enum track_item alloc,
4252                 unsigned long *map)
4253 {
4254         void *addr = page_address(page);
4255         void *p;
4256
4257         bitmap_zero(map, page->objects);
4258         get_map(s, page, map);
4259
4260         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4261                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4262                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4263 }
4264
4265 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4266                                         enum track_item alloc)
4267 {
4268         int len = 0;
4269         unsigned long i;
4270         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4271         int node;
4272         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4273                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4274
4275         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4276                                      GFP_TEMPORARY)) {
4277                 kfree(map);
4278                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4279         }
4280         /* Push back cpu slabs */
4281         flush_all(s);
4282
4283         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4284                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4285                 unsigned long flags;
4286                 struct page *page;
4287
4288                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4289                         continue;
4290
4291                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4292                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4293                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4294                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4295                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4296                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4297         }
4298
4299         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4300                 struct location *l = &t.loc[i];
4301
4302                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4303                         break;
4304                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4305
4306                 if (l->addr)
4307                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4308                 else
4309                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4310
4311                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4312                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4313                                 l->min_time,
4314                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4315                                 l->max_time);
4316                 } else
4317                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4318                                 l->min_time);
4319
4320                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4321                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4322                                 l->min_pid, l->max_pid);
4323                 else
4324                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4325                                 l->min_pid);
4326
4327                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4328                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4329                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4330                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4331                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4332                                                  to_cpumask(l->cpus));
4333                 }
4334
4335                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4336                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4337                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4338                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4339                                         l->nodes);
4340                 }
4341
4342                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4343         }
4344
4345         free_loc_track(&t);
4346         kfree(map);
4347         if (!t.count)
4348                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4349         return len;
4350 }
4351 #endif
4352
4353 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4354 static void resiliency_test(void)
4355 {
4356         u8 *p;
4357
4358         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4359
4360         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4361         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4362         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4363
4364         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4365         p[16] = 0x12;
4366         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4367                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4368
4369         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4370
4371         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4372         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4373         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4374         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4375                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4376         printk(KERN_ERR
4377                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4378
4379         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4380         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4381         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4382         *p = 0x56;
4383         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4384                                                                         p);
4385         printk(KERN_ERR
4386                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4387         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4388
4389         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4390         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4391         kfree(p);
4392         *p = 0x78;
4393         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4394         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4395
4396         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4397         kfree(p);
4398         p[50] = 0x9a;
4399         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4400                         p);
4401         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4402
4403         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4404         kfree(p);
4405         p[512] = 0xab;
4406         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4407         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4408 }
4409 #else
4410 #ifdef CONFIG_SYSFS
4411 static void resiliency_test(void) {};
4412 #endif
4413 #endif
4414
4415 #ifdef CONFIG_SYSFS
4416 enum slab_stat_type {
4417         SL_ALL,                 /* All slabs */
4418         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4419         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4420         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4421         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4422 };
4423
4424 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4425 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4426 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4427 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4428 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4429
4430 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4431                             char *buf, unsigned long flags)
4432 {
4433         unsigned long total = 0;
4434         int node;
4435         int x;
4436         unsigned long *nodes;
4437         unsigned long *per_cpu;
4438
4439         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4440         if (!nodes)
4441                 return -ENOMEM;
4442         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4443
4444         if (flags & SO_CPU) {
4445                 int cpu;
4446
4447                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4448                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4449                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4450                         struct page *page;
4451
4452                         if (node < 0)
4453                                 continue;
4454                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4455                         if (page) {
4456                                 if (flags & SO_TOTAL)
4457                                         x = page->objects;
4458                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4459                                         x = page->inuse;
4460                                 else
4461                                         x = 1;
4462
4463                                 total += x;
4464                                 nodes[node] += x;
4465                         }
4466                         page = c->partial;
4467
4468                         if (page) {
4469                                 node = page_to_nid(page);
4470                                 if (flags & SO_TOTAL)
4471                                         WARN_ON_ONCE(1);
4472                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4473                                         WARN_ON_ONCE(1);
4474                                 else
4475                                         x = page->pages;
4476                                 total += x;
4477                                 nodes[node] += x;
4478                         }
4479                         per_cpu[node]++;
4480                 }
4481         }
4482
4483         lock_memory_hotplug();
4484 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4485         if (flags & SO_ALL) {
4486                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4487                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4488
4489                 if (flags & SO_TOTAL)
4490                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4491                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4492                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4493                                 count_partial(n, count_free);
4494
4495                         else
4496                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4497                         total += x;
4498                         nodes[node] += x;
4499                 }
4500
4501         } else
4502 #endif
4503         if (flags & SO_PARTIAL) {
4504                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4505                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4506
4507                         if (flags & SO_TOTAL)
4508                                 x = count_partial(n, count_total);
4509                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4510                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4511                         else
4512                                 x = n->nr_partial;
4513                         total += x;
4514                         nodes[node] += x;
4515                 }
4516         }
4517         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4518 #ifdef CONFIG_NUMA
4519         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4520                 if (nodes[node])
4521                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4522                                         node, nodes[node]);
4523 #endif
4524         unlock_memory_hotplug();
4525         kfree(nodes);
4526         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4527 }
4528
4529 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4530 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4531 {
4532         int node;
4533
4534         for_each_online_node(node) {
4535                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4536
4537                 if (!n)
4538                         continue;
4539
4540                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4541                         return 1;
4542         }
4543         return 0;
4544 }
4545 #endif
4546
4547 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4548 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4549
4550 struct slab_attribute {
4551         struct attribute attr;
4552         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4553         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4554 };
4555
4556 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4557         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4558         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4559
4560 #define SLAB_ATTR(_name) \
4561         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4562         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4563
4564 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4565 {
4566         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4567 }
4568 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4569
4570 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4571 {
4572         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4573 }
4574 SLAB_ATTR_RO(align);
4575
4576 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4577 {
4578         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4579 }
4580 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4581
4582 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4583 {
4584         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4585 }
4586 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4587
4588 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4589                                 const char *buf, size_t length)
4590 {
4591         unsigned long order;
4592         int err;
4593
4594         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4595         if (err)
4596                 return err;
4597
4598         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4599                 return -EINVAL;
4600
4601         calculate_sizes(s, order);
4602         return length;
4603 }
4604
4605 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4606 {
4607         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4608 }
4609 SLAB_ATTR(order);
4610
4611 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4612 {
4613         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4614 }
4615
4616 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4617                                  size_t length)
4618 {
4619         unsigned long min;
4620         int err;
4621
4622         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4623         if (err)
4624                 return err;
4625
4626         set_min_partial(s, min);
4627         return length;
4628 }
4629 SLAB_ATTR(min_partial);
4630
4631 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4632 {
4633         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4634 }
4635
4636 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4637                                  size_t length)
4638 {
4639         unsigned long objects;
4640         int err;
4641
4642         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4643         if (err)
4644                 return err;
4645
4646         s->cpu_partial = objects;
4647         flush_all(s);
4648         return length;
4649 }
4650 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4651
4652 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4653 {
4654         if (!s->ctor)
4655                 return 0;
4656         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4657 }
4658 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4659
4660 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4661 {
4662         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4663 }
4664 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4665
4666 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4667 {
4668         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4669 }
4670 SLAB_ATTR_RO(partial);
4671
4672 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4675 }
4676 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4677
4678 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4679 {
4680         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4681 }
4682 SLAB_ATTR_RO(objects);
4683
4684 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4685 {
4686         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4687 }
4688 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4689
4690 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4691 {
4692         int objects = 0;
4693         int pages = 0;
4694         int cpu;
4695         int len;
4696
4697         for_each_online_cpu(cpu) {
4698                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4699
4700                 if (page) {
4701                         pages += page->pages;
4702                         objects += page->pobjects;
4703                 }
4704         }
4705
4706         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4707
4708 #ifdef CONFIG_SMP
4709         for_each_online_cpu(cpu) {
4710                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4711
4712                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4713                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4714                                 page->pobjects, page->pages);
4715         }
4716 #endif
4717         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4718 }
4719 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4720
4721 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4722 {
4723         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4724 }
4725
4726 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4727                                 const char *buf, size_t length)
4728 {
4729         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4730         if (buf[0] == '1')
4731                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4732         return length;
4733 }
4734 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4735
4736 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4737 {
4738         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4739 }
4740 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4741
4742 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4743 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4744 {
4745         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4746 }
4747 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4748 #endif
4749
4750 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4751 {
4752         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4753 }
4754 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4755
4756 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4757 {
4758         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4759 }
4760 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4761
4762 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4763 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4766 }
4767 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4768
4769 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4770 {
4771         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4772 }
4773 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4774
4775 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4776 {
4777         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4778 }
4779
4780 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4781                                 const char *buf, size_t length)
4782 {
4783         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4784         if (buf[0] == '1') {
4785                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4786                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4787         }
4788         return length;
4789 }
4790 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4791
4792 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4793 {
4794         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4795 }
4796
4797 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4798                                                         size_t length)
4799 {
4800         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4801         if (buf[0] == '1') {
4802                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4803                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4804         }
4805         return length;
4806 }
4807 SLAB_ATTR(trace);
4808
4809 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4810 {
4811         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4812 }
4813
4814 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4815                                 const char *buf, size_t length)
4816 {
4817         if (any_slab_objects(s))
4818                 return -EBUSY;
4819
4820         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4821         if (buf[0] == '1') {
4822                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4823                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4824         }
4825         calculate_sizes(s, -1);
4826         return length;
4827 }
4828 SLAB_ATTR(red_zone);
4829
4830 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4831 {
4832         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4833 }
4834
4835 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4836                                 const char *buf, size_t length)
4837 {
4838         if (any_slab_objects(s))
4839                 return -EBUSY;
4840
4841         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4842         if (buf[0] == '1') {
4843                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4844                 s->flags |= SLAB_POISON;
4845         }
4846         calculate_sizes(s, -1);
4847         return length;
4848 }
4849 SLAB_ATTR(poison);
4850
4851 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4852 {
4853         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4854 }
4855
4856 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4857                                 const char *buf, size_t length)
4858 {
4859         if (any_slab_objects(s))
4860                 return -EBUSY;
4861
4862         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4863         if (buf[0] == '1') {
4864                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4865                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4866         }
4867         calculate_sizes(s, -1);
4868         return length;
4869 }
4870 SLAB_ATTR(store_user);
4871
4872 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4873 {
4874         return 0;
4875 }
4876
4877 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4878                         const char *buf, size_t length)
4879 {
4880         int ret = -EINVAL;
4881
4882         if (buf[0] == '1') {
4883                 ret = validate_slab_cache(s);
4884                 if (ret >= 0)
4885                         ret = length;
4886         }
4887         return ret;
4888 }
4889 SLAB_ATTR(validate);
4890
4891 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4892 {
4893         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4894                 return -ENOSYS;
4895         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4896 }
4897 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4898
4899 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4900 {
4901         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4902                 return -ENOSYS;
4903         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4904 }
4905 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4906 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4907
4908 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4909 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4910 {
4911         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4912 }
4913
4914 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4915                                                         size_t length)
4916 {
4917         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4918         if (buf[0] == '1')
4919                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4920         return length;
4921 }
4922 SLAB_ATTR(failslab);
4923 #endif
4924
4925 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4926 {
4927         return 0;
4928 }
4929
4930 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4931                         const char *buf, size_t length)
4932 {
4933         if (buf[0] == '1') {
4934                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4935
4936                 if (rc)
4937                         return rc;
4938         } else
4939                 return -EINVAL;
4940         return length;
4941 }
4942 SLAB_ATTR(shrink);
4943
4944 #ifdef CONFIG_NUMA
4945 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4946 {
4947         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4948 }
4949
4950 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4951                                 const char *buf, size_t length)
4952 {
4953         unsigned long ratio;
4954         int err;
4955
4956         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4957         if (err)
4958                 return err;
4959
4960         if (ratio <= 100)
4961                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4962
4963         return length;
4964 }
4965 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4966 #endif
4967
4968 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4969 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4970 {
4971         unsigned long sum  = 0;
4972         int cpu;
4973         int len;
4974         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4975
4976         if (!data)
4977                 return -ENOMEM;
4978
4979         for_each_online_cpu(cpu) {
4980                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4981
4982                 data[cpu] = x;
4983                 sum += x;
4984         }
4985
4986         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4987
4988 #ifdef CONFIG_SMP
4989         for_each_online_cpu(cpu) {
4990                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4991                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4992         }
4993 #endif
4994         kfree(data);
4995         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4996 }
4997
4998 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4999 {
5000         int cpu;
5001
5002         for_each_online_cpu(cpu)
5003                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5004 }
5005
5006 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5007 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5008 {                                                               \
5009         return show_stat(s, buf, si);                           \
5010 }                                                               \
5011 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5012                                 const char *buf, size_t length) \
5013 {                                                               \
5014         if (buf[0] != '0')                                      \
5015                 return -EINVAL;                                 \
5016         clear_stat(s, si);                                      \
5017         return length;                                          \
5018 }                                                               \
5019 SLAB_ATTR(text);                                                \
5020
5021 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5022 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5023 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5024 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5025 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5026 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5027 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5028 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5029 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5030 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5031 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5032 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5033 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5034 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5035 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5036 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5037 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5038 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5039 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5040 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5041 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5042 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5043 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5044 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5045 #endif
5046
5047 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5048         &slab_size_attr.attr,
5049         &object_size_attr.attr,
5050         &objs_per_slab_attr.attr,
5051         &order_attr.attr,
5052         &min_partial_attr.attr,
5053         &cpu_partial_attr.attr,
5054         &objects_attr.attr,
5055         &objects_partial_attr.attr,
5056         &partial_attr.attr,
5057         &cpu_slabs_attr.attr,
5058         &ctor_attr.attr,
5059         &aliases_attr.attr,
5060         &align_attr.attr,
5061         &hwcache_align_attr.attr,
5062         &reclaim_account_attr.attr,
5063         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5064         &shrink_attr.attr,
5065         &reserved_attr.attr,
5066         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5067 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5068         &total_objects_attr.attr,
5069         &slabs_attr.attr,
5070         &sanity_checks_attr.attr,
5071         &trace_attr.attr,
5072         &red_zone_attr.attr,
5073         &poison_attr.attr,
5074         &store_user_attr.attr,
5075         &validate_attr.attr,
5076         &alloc_calls_attr.attr,
5077         &free_calls_attr.attr,
5078 #endif
5079 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5080         &cache_dma_attr.attr,
5081 #endif
5082 #ifdef CONFIG_NUMA
5083         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5084 #endif
5085 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5086         &alloc_fastpath_attr.attr,
5087         &alloc_slowpath_attr.attr,
5088         &free_fastpath_attr.attr,
5089         &free_slowpath_attr.attr,
5090         &free_frozen_attr.attr,
5091         &free_add_partial_attr.attr,
5092         &free_remove_partial_attr.attr,
5093         &alloc_from_partial_attr.attr,
5094         &alloc_slab_attr.attr,
5095         &alloc_refill_attr.attr,
5096         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5097         &free_slab_attr.attr,
5098         &cpuslab_flush_attr.attr,
5099         &deactivate_full_attr.attr,
5100         &deactivate_empty_attr.attr,
5101         &deactivate_to_head_attr.attr,
5102         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5103         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5104         &deactivate_bypass_attr.attr,
5105         &order_fallback_attr.attr,
5106         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5107         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5108         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5109         &cpu_partial_free_attr.attr,
5110 #endif
5111 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5112         &failslab_attr.attr,
5113 #endif
5114
5115         NULL
5116 };
5117
5118 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5119         .attrs = slab_attrs,
5120 };
5121
5122 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5123                                 struct attribute *attr,
5124                                 char *buf)
5125 {
5126         struct slab_attribute *attribute;
5127         struct kmem_cache *s;
5128         int err;
5129
5130         attribute = to_slab_attr(attr);
5131         s = to_slab(kobj);
5132
5133         if (!attribute->show)
5134                 return -EIO;
5135
5136         err = attribute->show(s, buf);
5137
5138         return err;
5139 }
5140
5141 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5142                                 struct attribute *attr,
5143                                 const char *buf, size_t len)
5144 {
5145         struct slab_attribute *attribute;
5146         struct kmem_cache *s;
5147         int err;
5148
5149         attribute = to_slab_attr(attr);
5150         s = to_slab(kobj);
5151
5152         if (!attribute->store)
5153                 return -EIO;
5154
5155         err = attribute->store(s, buf, len);
5156
5157         return err;
5158 }
5159
5160 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5161 {
5162         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5163
5164         kfree(s->name);
5165         kfree(s);
5166 }
5167
5168 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5169         .show = slab_attr_show,
5170         .store = slab_attr_store,
5171 };
5172
5173 static struct kobj_type slab_ktype = {
5174         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5175         .release = kmem_cache_release
5176 };
5177
5178 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5179 {
5180         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5181
5182         if (ktype == &slab_ktype)
5183                 return 1;
5184         return 0;
5185 }
5186
5187 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5188         .filter = uevent_filter,
5189 };
5190
5191 static struct kset *slab_kset;
5192
5193 #define ID_STR_LENGTH 64
5194
5195 /* Create a unique string id for a slab cache:
5196  *
5197  * Format       :[flags-]size
5198  */
5199 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5200 {
5201         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5202         char *p = name;
5203
5204         BUG_ON(!name);
5205
5206         *p++ = ':';
5207         /*
5208          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5209          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5210          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5211          * are matched during merging to guarantee that the id is
5212          * unique.
5213          */
5214         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5215                 *p++ = 'd';
5216         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5217                 *p++ = 'a';
5218         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5219                 *p++ = 'F';
5220         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5221                 *p++ = 't';
5222         if (p != name + 1)
5223                 *p++ = '-';
5224         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5225         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5226         return name;
5227 }
5228
5229 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5230 {
5231         int err;
5232         const char *name;
5233         int unmergeable;
5234
5235         if (slab_state < SYSFS)
5236                 /* Defer until later */
5237                 return 0;
5238
5239         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5240         if (unmergeable) {
5241                 /*
5242                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5243                  * This is typically the case for debug situations. In that
5244                  * case we can catch duplicate names easily.
5245                  */
5246                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5247                 name = s->name;
5248         } else {
5249                 /*
5250                  * Create a unique name for the slab as a target
5251                  * for the symlinks.
5252                  */
5253                 name = create_unique_id(s);
5254         }
5255
5256         s->kobj.kset = slab_kset;
5257         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5258         if (err) {
5259                 kobject_put(&s->kobj);
5260                 return err;
5261         }
5262
5263         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5264         if (err) {
5265                 kobject_del(&s->kobj);
5266                 kobject_put(&s->kobj);
5267                 return err;
5268         }
5269         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5270         if (!unmergeable) {
5271                 /* Setup first alias */
5272                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5273                 kfree(name);
5274         }
5275         return 0;
5276 }
5277
5278 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5279 {
5280         if (slab_state < SYSFS)
5281                 /*
5282                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5283                  * cache from sysfs.
5284                  */
5285                 return;
5286
5287         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5288         kobject_del(&s->kobj);
5289         kobject_put(&s->kobj);
5290 }
5291
5292 /*
5293  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5294  * available lest we lose that information.
5295  */
5296 struct saved_alias {
5297         struct kmem_cache *s;
5298         const char *name;
5299         struct saved_alias *next;
5300 };
5301
5302 static struct saved_alias *alias_list;
5303
5304 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5305 {
5306         struct saved_alias *al;
5307
5308         if (slab_state == SYSFS) {
5309                 /*
5310                  * If we have a leftover link then remove it.
5311                  */
5312                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5313                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5314         }
5315
5316         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5317         if (!al)
5318                 return -ENOMEM;
5319
5320         al->s = s;
5321         al->name = name;
5322         al->next = alias_list;
5323         alias_list = al;
5324         return 0;
5325 }
5326
5327 static int __init slab_sysfs_init(void)
5328 {
5329         struct kmem_cache *s;
5330         int err;
5331
5332         down_write(&slub_lock);
5333
5334         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5335         if (!slab_kset) {
5336                 up_write(&slub_lock);
5337                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5338                 return -ENOSYS;
5339         }
5340
5341         slab_state = SYSFS;
5342
5343         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5344                 err = sysfs_slab_add(s);
5345                 if (err)
5346                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5347                                                 " to sysfs\n", s->name);
5348         }
5349
5350         while (alias_list) {
5351                 struct saved_alias *al = alias_list;
5352
5353                 alias_list = alias_list->next;
5354                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5355                 if (err)
5356                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5357                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5358                 kfree(al);
5359         }
5360
5361         up_write(&slub_lock);
5362         resiliency_test();
5363         return 0;
5364 }
5365
5366 __initcall(slab_sysfs_init);
5367 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5368
5369 /*
5370  * The /proc/slabinfo ABI
5371  */
5372 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5373 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5374 {
5375         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5376         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5377                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5378         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5379         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5380         seq_putc(m, '\n');
5381 }
5382
5383 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5384 {
5385         loff_t n = *pos;
5386
5387         down_read(&slub_lock);
5388         if (!n)
5389                 print_slabinfo_header(m);
5390
5391         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5392 }
5393
5394 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5395 {
5396         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5397 }
5398
5399 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5400 {
5401         up_read(&slub_lock);
5402 }
5403
5404 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5405 {
5406         unsigned long nr_partials = 0;
5407         unsigned long nr_slabs = 0;
5408         unsigned long nr_inuse = 0;
5409         unsigned long nr_objs = 0;
5410         unsigned long nr_free = 0;
5411         struct kmem_cache *s;
5412         int node;
5413
5414         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5415
5416         for_each_online_node(node) {
5417                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5418
5419                 if (!n)
5420                         continue;
5421
5422                 nr_partials += n->nr_partial;
5423                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5424                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5425                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5426         }
5427
5428         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5429
5430         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5431                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5432                    (1 << oo_order(s->oo)));
5433         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5434         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5435                    0UL);
5436         seq_putc(m, '\n');
5437         return 0;
5438 }
5439
5440 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5441         .start = s_start,
5442         .next = s_next,
5443         .stop = s_stop,
5444         .show = s_show,
5445 };
5446
5447 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5448 {
5449         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5450 }
5451
5452 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5453         .open           = slabinfo_open,
5454         .read           = seq_read,
5455         .llseek         = seq_lseek,
5456         .release        = seq_release,
5457 };
5458
5459 static int __init slab_proc_init(void)
5460 {
5461         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5462         return 0;
5463 }
5464 module_init(slab_proc_init);
5465 #endif /* CONFIG_SLABINFO */