7c54fe83a90c509b543dbee8a1a7c11f844b9899
[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         int i, offset;
471         int newline = 1;
472         char ascii[17];
473
474         ascii[16] = 0;
475
476         for (i = 0; i < length; i++) {
477                 if (newline) {
478                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
479                         newline = 0;
480                 }
481                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
482                 offset = i % 16;
483                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
484                 if (offset == 15) {
485                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
486                         newline = 1;
487                 }
488         }
489         if (!newline) {
490                 i %= 16;
491                 while (i < 16) {
492                         printk(KERN_CONT "   ");
493                         ascii[i] = ' ';
494                         i++;
495                 }
496                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
497         }
498 }
499
500 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
501         enum track_item alloc)
502 {
503         struct track *p;
504
505         if (s->offset)
506                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 p = object + s->inuse;
509
510         return p + alloc;
511 }
512
513 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
514                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
515 {
516         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
517
518         if (addr) {
519 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
520                 struct stack_trace trace;
521                 int i;
522
523                 trace.nr_entries = 0;
524                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
525                 trace.entries = p->addrs;
526                 trace.skip = 3;
527                 save_stack_trace(&trace);
528
529                 /* See rant in lockdep.c */
530                 if (trace.nr_entries != 0 &&
531                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
532                         trace.nr_entries--;
533
534                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
535                         p->addrs[i] = 0;
536 #endif
537                 p->addr = addr;
538                 p->cpu = smp_processor_id();
539                 p->pid = current->pid;
540                 p->when = jiffies;
541         } else
542                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
543 }
544
545 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
546 {
547         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
548                 return;
549
550         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
551         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
552 }
553
554 static void print_track(const char *s, struct track *t)
555 {
556         if (!t->addr)
557                 return;
558
559         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
560                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
561 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
562         {
563                 int i;
564                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
565                         if (t->addrs[i])
566                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
567                         else
568                                 break;
569         }
570 #endif
571 }
572
573 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
574 {
575         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
576                 return;
577
578         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
579         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
580 }
581
582 static void print_page_info(struct page *page)
583 {
584         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
585                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
586
587 }
588
589 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
590 {
591         va_list args;
592         char buf[100];
593
594         va_start(args, fmt);
595         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
596         va_end(args);
597         printk(KERN_ERR "========================================"
598                         "=====================================\n");
599         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
600         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
601                         "-------------------------------------\n\n");
602 }
603
604 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
605 {
606         va_list args;
607         char buf[100];
608
609         va_start(args, fmt);
610         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
611         va_end(args);
612         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
613 }
614
615 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
616 {
617         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
618         u8 *addr = page_address(page);
619
620         print_tracking(s, p);
621
622         print_page_info(page);
623
624         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
625                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
626
627         if (p > addr + 16)
628                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
629
630         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
631
632         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
633                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
634                         s->inuse - s->objsize);
635
636         if (s->offset)
637                 off = s->offset + sizeof(void *);
638         else
639                 off = s->inuse;
640
641         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
642                 off += 2 * sizeof(struct track);
643
644         if (off != s->size)
645                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
646                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
647
648         dump_stack();
649 }
650
651 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
652                         u8 *object, char *reason)
653 {
654         slab_bug(s, "%s", reason);
655         print_trailer(s, page, object);
656 }
657
658 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
659 {
660         va_list args;
661         char buf[100];
662
663         va_start(args, fmt);
664         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
665         va_end(args);
666         slab_bug(s, "%s", buf);
667         print_page_info(page);
668         dump_stack();
669 }
670
671 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
672 {
673         u8 *p = object;
674
675         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
676                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
677                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
678         }
679
680         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
681                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
682 }
683
684 static u8 *check_bytes8(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
685 {
686         while (bytes) {
687                 if (*start != value)
688                         return start;
689                 start++;
690                 bytes--;
691         }
692         return NULL;
693 }
694
695 static u8 *check_bytes(u8 *start, u8 value, unsigned int bytes)
696 {
697         u64 value64;
698         unsigned int words, prefix;
699
700         if (bytes <= 16)
701                 return check_bytes8(start, value, bytes);
702
703         value64 = value | value << 8 | value << 16 | value << 24;
704         value64 = (value64 & 0xffffffff) | value64 << 32;
705         prefix = 8 - ((unsigned long)start) % 8;
706
707         if (prefix) {
708                 u8 *r = check_bytes8(start, value, prefix);
709                 if (r)
710                         return r;
711                 start += prefix;
712                 bytes -= prefix;
713         }
714
715         words = bytes / 8;
716
717         while (words) {
718                 if (*(u64 *)start != value64)
719                         return check_bytes8(start, value, 8);
720                 start += 8;
721                 words--;
722         }
723
724         return check_bytes8(start, value, bytes % 8);
725 }
726
727 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
728                                                 void *from, void *to)
729 {
730         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
731         memset(from, data, to - from);
732 }
733
734 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
735                         u8 *object, char *what,
736                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
737 {
738         u8 *fault;
739         u8 *end;
740
741         fault = check_bytes(start, value, bytes);
742         if (!fault)
743                 return 1;
744
745         end = start + bytes;
746         while (end > fault && end[-1] == value)
747                 end--;
748
749         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
750         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
751                                         fault, end - 1, fault[0], value);
752         print_trailer(s, page, object);
753
754         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
755         return 0;
756 }
757
758 /*
759  * Object layout:
760  *
761  * object address
762  *      Bytes of the object to be managed.
763  *      If the freepointer may overlay the object then the free
764  *      pointer is the first word of the object.
765  *
766  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
767  *      0xa5 (POISON_END)
768  *
769  * object + s->objsize
770  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
771  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
772  *      objsize == inuse.
773  *
774  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
775  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
776  *
777  * object + s->inuse
778  *      Meta data starts here.
779  *
780  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
781  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
782  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
783  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
784  *              before the word boundary.
785  *
786  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
787  *
788  * object + s->size
789  *      Nothing is used beyond s->size.
790  *
791  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
792  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
793  * may be used with merged slabcaches.
794  */
795
796 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
797 {
798         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
799
800         if (s->offset)
801                 /* Freepointer is placed after the object. */
802                 off += sizeof(void *);
803
804         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
805                 /* We also have user information there */
806                 off += 2 * sizeof(struct track);
807
808         if (s->size == off)
809                 return 1;
810
811         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
812                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
813 }
814
815 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
816 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
817 {
818         u8 *start;
819         u8 *fault;
820         u8 *end;
821         int length;
822         int remainder;
823
824         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
825                 return 1;
826
827         start = page_address(page);
828         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
829         end = start + length;
830         remainder = length % s->size;
831         if (!remainder)
832                 return 1;
833
834         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
835         if (!fault)
836                 return 1;
837         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
838                 end--;
839
840         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
841         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
842
843         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
844         return 0;
845 }
846
847 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
848                                         void *object, u8 val)
849 {
850         u8 *p = object;
851         u8 *endobject = object + s->objsize;
852
853         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
854                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
855                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
856                         return 0;
857         } else {
858                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
859                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
860                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
861                 }
862         }
863
864         if (s->flags & SLAB_POISON) {
865                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
866                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
867                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
868                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
869                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
870                         return 0;
871                 /*
872                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
873                  */
874                 check_pad_bytes(s, page, p);
875         }
876
877         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
878                 /*
879                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
880                  * freepointer while object is allocated.
881                  */
882                 return 1;
883
884         /* Check free pointer validity */
885         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
886                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
887                 /*
888                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
889                  * of the free objects in this slab. May cause
890                  * another error because the object count is now wrong.
891                  */
892                 set_freepointer(s, p, NULL);
893                 return 0;
894         }
895         return 1;
896 }
897
898 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
899 {
900         int maxobj;
901
902         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
903
904         if (!PageSlab(page)) {
905                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
906                 return 0;
907         }
908
909         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
910         if (page->objects > maxobj) {
911                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
912                         s->name, page->objects, maxobj);
913                 return 0;
914         }
915         if (page->inuse > page->objects) {
916                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
917                         s->name, page->inuse, page->objects);
918                 return 0;
919         }
920         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
921         slab_pad_check(s, page);
922         return 1;
923 }
924
925 /*
926  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
927  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
928  */
929 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
930 {
931         int nr = 0;
932         void *fp;
933         void *object = NULL;
934         unsigned long max_objects;
935
936         fp = page->freelist;
937         while (fp && nr <= page->objects) {
938                 if (fp == search)
939                         return 1;
940                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
941                         if (object) {
942                                 object_err(s, page, object,
943                                         "Freechain corrupt");
944                                 set_freepointer(s, object, NULL);
945                                 break;
946                         } else {
947                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
948                                 page->freelist = NULL;
949                                 page->inuse = page->objects;
950                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
951                                 return 0;
952                         }
953                         break;
954                 }
955                 object = fp;
956                 fp = get_freepointer(s, object);
957                 nr++;
958         }
959
960         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
961         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
962                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
963
964         if (page->objects != max_objects) {
965                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
966                         "should be %d", page->objects, max_objects);
967                 page->objects = max_objects;
968                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
969         }
970         if (page->inuse != page->objects - nr) {
971                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
972                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
973                 page->inuse = page->objects - nr;
974                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
975         }
976         return search == NULL;
977 }
978
979 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
980                                                                 int alloc)
981 {
982         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
983                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
984                         s->name,
985                         alloc ? "alloc" : "free",
986                         object, page->inuse,
987                         page->freelist);
988
989                 if (!alloc)
990                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
991
992                 dump_stack();
993         }
994 }
995
996 /*
997  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
998  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
999  */
1000 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1001 {
1002         flags &= gfp_allowed_mask;
1003         lockdep_trace_alloc(flags);
1004         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1005
1006         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
1007 }
1008
1009 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
1010 {
1011         flags &= gfp_allowed_mask;
1012         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
1013         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
1014 }
1015
1016 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
1017 {
1018         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1019
1020         /*
1021          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
1022          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
1023          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
1024          */
1025 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
1026         {
1027                 unsigned long flags;
1028
1029                 local_irq_save(flags);
1030                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
1031                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
1032                 local_irq_restore(flags);
1033         }
1034 #endif
1035         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1036                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
1041  *
1042  * list_lock must be held.
1043  */
1044 static void add_full(struct kmem_cache *s,
1045         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1046 {
1047         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1048                 return;
1049
1050         list_add(&page->lru, &n->full);
1051 }
1052
1053 /*
1054  * list_lock must be held.
1055  */
1056 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1057 {
1058         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
1059                 return;
1060
1061         list_del(&page->lru);
1062 }
1063
1064 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1065 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1066 {
1067         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1068
1069         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1070 }
1071
1072 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1073 {
1074         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1075 }
1076
1077 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1078 {
1079         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1080
1081         /*
1082          * May be called early in order to allocate a slab for the
1083          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1084          * dilemma by deferring the increment of the count during
1085          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1086          */
1087         if (n) {
1088                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1089                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1090         }
1091 }
1092 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1093 {
1094         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1095
1096         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1097         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1098 }
1099
1100 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1101 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1102                                                                 void *object)
1103 {
1104         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1105                 return;
1106
1107         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1108         init_tracking(s, object);
1109 }
1110
1111 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1112                                         void *object, unsigned long addr)
1113 {
1114         if (!check_slab(s, page))
1115                 goto bad;
1116
1117         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1118                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1119                 goto bad;
1120         }
1121
1122         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1123                 goto bad;
1124
1125         /* Success perform special debug activities for allocs */
1126         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1127                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1128         trace(s, page, object, 1);
1129         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1130         return 1;
1131
1132 bad:
1133         if (PageSlab(page)) {
1134                 /*
1135                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1136                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1137                  * as used avoids touching the remaining objects.
1138                  */
1139                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1140                 page->inuse = page->objects;
1141                 page->freelist = NULL;
1142         }
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1147                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1148 {
1149         unsigned long flags;
1150         int rc = 0;
1151
1152         local_irq_save(flags);
1153         slab_lock(page);
1154
1155         if (!check_slab(s, page))
1156                 goto fail;
1157
1158         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1159                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1160                 goto fail;
1161         }
1162
1163         if (on_freelist(s, page, object)) {
1164                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1165                 goto fail;
1166         }
1167
1168         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1169                 goto out;
1170
1171         if (unlikely(s != page->slab)) {
1172                 if (!PageSlab(page)) {
1173                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1174                                 "outside of slab", object);
1175                 } else if (!page->slab) {
1176                         printk(KERN_ERR
1177                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1178                                                 object);
1179                         dump_stack();
1180                 } else
1181                         object_err(s, page, object,
1182                                         "page slab pointer corrupt.");
1183                 goto fail;
1184         }
1185
1186         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1187                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1188         trace(s, page, object, 0);
1189         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1190         rc = 1;
1191 out:
1192         slab_unlock(page);
1193         local_irq_restore(flags);
1194         return rc;
1195
1196 fail:
1197         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1198         goto out;
1199 }
1200
1201 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1202 {
1203         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1204         if (*str++ != '=' || !*str)
1205                 /*
1206                  * No options specified. Switch on full debugging.
1207                  */
1208                 goto out;
1209
1210         if (*str == ',')
1211                 /*
1212                  * No options but restriction on slabs. This means full
1213                  * debugging for slabs matching a pattern.
1214                  */
1215                 goto check_slabs;
1216
1217         if (tolower(*str) == 'o') {
1218                 /*
1219                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1220                  * would increase as a result.
1221                  */
1222                 disable_higher_order_debug = 1;
1223                 goto out;
1224         }
1225
1226         slub_debug = 0;
1227         if (*str == '-')
1228                 /*
1229                  * Switch off all debugging measures.
1230                  */
1231                 goto out;
1232
1233         /*
1234          * Determine which debug features should be switched on
1235          */
1236         for (; *str && *str != ','; str++) {
1237                 switch (tolower(*str)) {
1238                 case 'f':
1239                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1240                         break;
1241                 case 'z':
1242                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1243                         break;
1244                 case 'p':
1245                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1246                         break;
1247                 case 'u':
1248                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1249                         break;
1250                 case 't':
1251                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1252                         break;
1253                 case 'a':
1254                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1255                         break;
1256                 default:
1257                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1258                                 "unknown. skipped\n", *str);
1259                 }
1260         }
1261
1262 check_slabs:
1263         if (*str == ',')
1264                 slub_debug_slabs = str + 1;
1265 out:
1266         return 1;
1267 }
1268
1269 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1270
1271 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1272         unsigned long flags, const char *name,
1273         void (*ctor)(void *))
1274 {
1275         /*
1276          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1277          */
1278         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1279                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1280                 flags |= slub_debug;
1281
1282         return flags;
1283 }
1284 #else
1285 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1286                         struct page *page, void *object) {}
1287
1288 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1289         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1290
1291 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1292         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1293
1294 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1295                         { return 1; }
1296 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1297                         void *object, u8 val) { return 1; }
1298 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1299                                         struct page *page) {}
1300 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1301 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1302         unsigned long flags, const char *name,
1303         void (*ctor)(void *))
1304 {
1305         return flags;
1306 }
1307 #define slub_debug 0
1308
1309 #define disable_higher_order_debug 0
1310
1311 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1312                                                         { return 0; }
1313 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1314                                                         { return 0; }
1315 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1316                                                         int objects) {}
1317 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1318                                                         int objects) {}
1319
1320 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1321                                                         { return 0; }
1322
1323 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1324                 void *object) {}
1325
1326 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1327
1328 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1329
1330 /*
1331  * Slab allocation and freeing
1332  */
1333 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1334                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1335 {
1336         int order = oo_order(oo);
1337
1338         flags |= __GFP_NOTRACK;
1339
1340         if (node == NUMA_NO_NODE)
1341                 return alloc_pages(flags, order);
1342         else
1343                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1344 }
1345
1346 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1347 {
1348         struct page *page;
1349         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1350         gfp_t alloc_gfp;
1351
1352         flags &= gfp_allowed_mask;
1353
1354         if (flags & __GFP_WAIT)
1355                 local_irq_enable();
1356
1357         flags |= s->allocflags;
1358
1359         /*
1360          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1361          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1362          */
1363         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1364
1365         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1366         if (unlikely(!page)) {
1367                 oo = s->min;
1368                 /*
1369                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1370                  * Try a lower order alloc if possible
1371                  */
1372                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1373
1374                 if (page)
1375                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1376         }
1377
1378         if (flags & __GFP_WAIT)
1379                 local_irq_disable();
1380
1381         if (!page)
1382                 return NULL;
1383
1384         if (kmemcheck_enabled
1385                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1386                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1387
1388                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1389
1390                 /*
1391                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1392                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1393                  */
1394                 if (s->ctor)
1395                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1396                 else
1397                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1398         }
1399
1400         page->objects = oo_objects(oo);
1401         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1402                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1403                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1404                 1 << oo_order(oo));
1405
1406         return page;
1407 }
1408
1409 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1410                                 void *object)
1411 {
1412         setup_object_debug(s, page, object);
1413         if (unlikely(s->ctor))
1414                 s->ctor(object);
1415 }
1416
1417 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1418 {
1419         struct page *page;
1420         void *start;
1421         void *last;
1422         void *p;
1423
1424         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1425
1426         page = allocate_slab(s,
1427                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1428         if (!page)
1429                 goto out;
1430
1431         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1432         page->slab = s;
1433         page->flags |= 1 << PG_slab;
1434
1435         start = page_address(page);
1436
1437         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1438                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1439
1440         last = start;
1441         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1442                 setup_object(s, page, last);
1443                 set_freepointer(s, last, p);
1444                 last = p;
1445         }
1446         setup_object(s, page, last);
1447         set_freepointer(s, last, NULL);
1448
1449         page->freelist = start;
1450         page->inuse = 0;
1451         page->frozen = 1;
1452 out:
1453         return page;
1454 }
1455
1456 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1457 {
1458         int order = compound_order(page);
1459         int pages = 1 << order;
1460
1461         if (kmem_cache_debug(s)) {
1462                 void *p;
1463
1464                 slab_pad_check(s, page);
1465                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1466                                                 page->objects)
1467                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1468         }
1469
1470         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1471
1472         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1473                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1474                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1475                 -pages);
1476
1477         __ClearPageSlab(page);
1478         reset_page_mapcount(page);
1479         if (current->reclaim_state)
1480                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1481         __free_pages(page, order);
1482 }
1483
1484 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1485         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1486
1487 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1488 {
1489         struct page *page;
1490
1491         if (need_reserve_slab_rcu)
1492                 page = virt_to_head_page(h);
1493         else
1494                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1495
1496         __free_slab(page->slab, page);
1497 }
1498
1499 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1500 {
1501         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1502                 struct rcu_head *head;
1503
1504                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1505                         int order = compound_order(page);
1506                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1507
1508                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1509                         head = page_address(page) + offset;
1510                 } else {
1511                         /*
1512                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1513                          */
1514                         head = (void *)&page->lru;
1515                 }
1516
1517                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1518         } else
1519                 __free_slab(s, page);
1520 }
1521
1522 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1523 {
1524         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1525         free_slab(s, page);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Management of partially allocated slabs.
1530  *
1531  * list_lock must be held.
1532  */
1533 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1534                                 struct page *page, int tail)
1535 {
1536         n->nr_partial++;
1537         if (tail)
1538                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1539         else
1540                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1541 }
1542
1543 /*
1544  * list_lock must be held.
1545  */
1546 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1547                                         struct page *page)
1548 {
1549         list_del(&page->lru);
1550         n->nr_partial--;
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1555  * per cpu freelist.
1556  *
1557  * Must hold list_lock.
1558  */
1559 static inline int acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1560                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1561 {
1562         void *freelist;
1563         unsigned long counters;
1564         struct page new;
1565
1566         /*
1567          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1568          * The old freelist is the list of objects for the
1569          * per cpu allocation list.
1570          */
1571         do {
1572                 freelist = page->freelist;
1573                 counters = page->counters;
1574                 new.counters = counters;
1575                 new.inuse = page->objects;
1576
1577                 VM_BUG_ON(new.frozen);
1578                 new.frozen = 1;
1579
1580         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1581                         freelist, counters,
1582                         NULL, new.counters,
1583                         "lock and freeze"));
1584
1585         remove_partial(n, page);
1586
1587         if (freelist) {
1588                 /* Populate the per cpu freelist */
1589                 this_cpu_write(s->cpu_slab->freelist, freelist);
1590                 this_cpu_write(s->cpu_slab->page, page);
1591                 this_cpu_write(s->cpu_slab->node, page_to_nid(page));
1592                 return 1;
1593         } else {
1594                 /*
1595                  * Slab page came from the wrong list. No object to allocate
1596                  * from. Put it onto the correct list and continue partial
1597                  * scan.
1598                  */
1599                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s : Page without available objects on"
1600                         " partial list\n", s->name);
1601                 return 0;
1602         }
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1607  */
1608 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1609                                         struct kmem_cache_node *n)
1610 {
1611         struct page *page;
1612
1613         /*
1614          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1615          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1616          * partial slab and there is none available then get_partials()
1617          * will return NULL.
1618          */
1619         if (!n || !n->nr_partial)
1620                 return NULL;
1621
1622         spin_lock(&n->list_lock);
1623         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1624                 if (acquire_slab(s, n, page))
1625                         goto out;
1626         page = NULL;
1627 out:
1628         spin_unlock(&n->list_lock);
1629         return page;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1634  */
1635 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1636 {
1637 #ifdef CONFIG_NUMA
1638         struct zonelist *zonelist;
1639         struct zoneref *z;
1640         struct zone *zone;
1641         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1642         struct page *page;
1643
1644         /*
1645          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1646          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1647          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1648          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1649          *
1650          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1651          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1652          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1653          * from other nodes and filled up.
1654          *
1655          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1656          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1657          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1658          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1659          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1660          * with available objects.
1661          */
1662         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1663                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1664                 return NULL;
1665
1666         get_mems_allowed();
1667         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1668         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1669                 struct kmem_cache_node *n;
1670
1671                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1672
1673                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1674                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1675                         page = get_partial_node(s, n);
1676                         if (page) {
1677                                 put_mems_allowed();
1678                                 return page;
1679                         }
1680                 }
1681         }
1682         put_mems_allowed();
1683 #endif
1684         return NULL;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Get a partial page, lock it and return it.
1689  */
1690 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1691 {
1692         struct page *page;
1693         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1694
1695         page = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode));
1696         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1697                 return page;
1698
1699         return get_any_partial(s, flags);
1700 }
1701
1702 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1703 /*
1704  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1705  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1706  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1707  */
1708 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1709 #else
1710 /*
1711  * No preemption supported therefore also no need to check for
1712  * different cpus.
1713  */
1714 #define TID_STEP 1
1715 #endif
1716
1717 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1718 {
1719         return tid + TID_STEP;
1720 }
1721
1722 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1723 {
1724         return tid % TID_STEP;
1725 }
1726
1727 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1728 {
1729         return tid / TID_STEP;
1730 }
1731
1732 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1733 {
1734         return cpu;
1735 }
1736
1737 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1738                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1739 {
1740 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1741         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1742
1743         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1744
1745 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1746         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1747                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1748                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1749         else
1750 #endif
1751         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1752                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1753                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1754         else
1755                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1756                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1757 #endif
1758         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1759 }
1760
1761 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1762 {
1763         int cpu;
1764
1765         for_each_possible_cpu(cpu)
1766                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1767 }
1768 /*
1769  * Remove the cpu slab
1770  */
1771
1772 /*
1773  * Remove the cpu slab
1774  */
1775 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1776 {
1777         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1778         struct page *page = c->page;
1779         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1780         int lock = 0;
1781         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1782         void *freelist;
1783         void *nextfree;
1784         int tail = 0;
1785         struct page new;
1786         struct page old;
1787
1788         if (page->freelist) {
1789                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1790                 tail = 1;
1791         }
1792
1793         c->tid = next_tid(c->tid);
1794         c->page = NULL;
1795         freelist = c->freelist;
1796         c->freelist = NULL;
1797
1798         /*
1799          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1800          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1801          * last one.
1802          *
1803          * There is no need to take the list->lock because the page
1804          * is still frozen.
1805          */
1806         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1807                 void *prior;
1808                 unsigned long counters;
1809
1810                 do {
1811                         prior = page->freelist;
1812                         counters = page->counters;
1813                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1814                         new.counters = counters;
1815                         new.inuse--;
1816                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1817
1818                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1819                         prior, counters,
1820                         freelist, new.counters,
1821                         "drain percpu freelist"));
1822
1823                 freelist = nextfree;
1824         }
1825
1826         /*
1827          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1828          * list presence reflects the actual number of objects
1829          * during unfreeze.
1830          *
1831          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1832          * with the count. If there is a mismatch then the page
1833          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1834          *
1835          * Then we restart the process which may have to remove
1836          * the page from the list that we just put it on again
1837          * because the number of objects in the slab may have
1838          * changed.
1839          */
1840 redo:
1841
1842         old.freelist = page->freelist;
1843         old.counters = page->counters;
1844         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1845
1846         /* Determine target state of the slab */
1847         new.counters = old.counters;
1848         if (freelist) {
1849                 new.inuse--;
1850                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1851                 new.freelist = freelist;
1852         } else
1853                 new.freelist = old.freelist;
1854
1855         new.frozen = 0;
1856
1857         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1858                 m = M_FREE;
1859         else if (new.freelist) {
1860                 m = M_PARTIAL;
1861                 if (!lock) {
1862                         lock = 1;
1863                         /*
1864                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1865                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1866                          * is frozen
1867                          */
1868                         spin_lock(&n->list_lock);
1869                 }
1870         } else {
1871                 m = M_FULL;
1872                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1873                         lock = 1;
1874                         /*
1875                          * This also ensures that the scanning of full
1876                          * slabs from diagnostic functions will not see
1877                          * any frozen slabs.
1878                          */
1879                         spin_lock(&n->list_lock);
1880                 }
1881         }
1882
1883         if (l != m) {
1884
1885                 if (l == M_PARTIAL)
1886
1887                         remove_partial(n, page);
1888
1889                 else if (l == M_FULL)
1890
1891                         remove_full(s, page);
1892
1893                 if (m == M_PARTIAL) {
1894
1895                         add_partial(n, page, tail);
1896                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1897
1898                 } else if (m == M_FULL) {
1899
1900                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1901                         add_full(s, n, page);
1902
1903                 }
1904         }
1905
1906         l = m;
1907         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1908                                 old.freelist, old.counters,
1909                                 new.freelist, new.counters,
1910                                 "unfreezing slab"))
1911                 goto redo;
1912
1913         if (lock)
1914                 spin_unlock(&n->list_lock);
1915
1916         if (m == M_FREE) {
1917                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1918                 discard_slab(s, page);
1919                 stat(s, FREE_SLAB);
1920         }
1921 }
1922
1923 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1924 {
1925         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1926         deactivate_slab(s, c);
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Flush cpu slab.
1931  *
1932  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1933  */
1934 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1935 {
1936         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1937
1938         if (likely(c && c->page))
1939                 flush_slab(s, c);
1940 }
1941
1942 static void flush_cpu_slab(void *d)
1943 {
1944         struct kmem_cache *s = d;
1945
1946         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1947 }
1948
1949 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1950 {
1951         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1956  * locality expectations.
1957  */
1958 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1959 {
1960 #ifdef CONFIG_NUMA
1961         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1962                 return 0;
1963 #endif
1964         return 1;
1965 }
1966
1967 static int count_free(struct page *page)
1968 {
1969         return page->objects - page->inuse;
1970 }
1971
1972 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1973                                         int (*get_count)(struct page *))
1974 {
1975         unsigned long flags;
1976         unsigned long x = 0;
1977         struct page *page;
1978
1979         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1980         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1981                 x += get_count(page);
1982         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1983         return x;
1984 }
1985
1986 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1987 {
1988 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1989         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1990 #else
1991         return 0;
1992 #endif
1993 }
1994
1995 static noinline void
1996 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1997 {
1998         int node;
1999
2000         printk(KERN_WARNING
2001                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2002                 nid, gfpflags);
2003         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2004                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2005                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2006
2007         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2008                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2009                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2010
2011         for_each_online_node(node) {
2012                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2013                 unsigned long nr_slabs;
2014                 unsigned long nr_objs;
2015                 unsigned long nr_free;
2016
2017                 if (!n)
2018                         continue;
2019
2020                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2021                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2022                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2023
2024                 printk(KERN_WARNING
2025                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2026                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2027         }
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2032  * debugging duties.
2033  *
2034  * Interrupts are disabled.
2035  *
2036  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2037  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2038  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2039  *
2040  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2041  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2042  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2043  *
2044  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2045  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2046  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2047  */
2048 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2049                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2050 {
2051         void **object;
2052         struct page *page;
2053         unsigned long flags;
2054         struct page new;
2055         unsigned long counters;
2056
2057         local_irq_save(flags);
2058 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2059         /*
2060          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2061          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2062          * pointer.
2063          */
2064         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2065 #endif
2066
2067         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
2068         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
2069
2070         page = c->page;
2071         if (!page)
2072                 goto new_slab;
2073
2074         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2075                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2076                 deactivate_slab(s, c);
2077                 goto new_slab;
2078         }
2079
2080         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2081
2082         do {
2083                 object = page->freelist;
2084                 counters = page->counters;
2085                 new.counters = counters;
2086                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2087
2088                 /*
2089                  * If there is no object left then we use this loop to
2090                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2091                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2092                  * put the page back onto the partial list.
2093                  *
2094                  * If there are objects left then we retrieve them
2095                  * and use them to refill the per cpu queue.
2096                 */
2097
2098                 new.inuse = page->objects;
2099                 new.frozen = object != NULL;
2100
2101         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2102                         object, counters,
2103                         NULL, new.counters,
2104                         "__slab_alloc"));
2105
2106         if (unlikely(!object)) {
2107                 c->page = NULL;
2108                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2109                 goto new_slab;
2110         }
2111
2112         stat(s, ALLOC_REFILL);
2113
2114 load_freelist:
2115         VM_BUG_ON(!page->frozen);
2116         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2117         c->tid = next_tid(c->tid);
2118         local_irq_restore(flags);
2119         return object;
2120
2121 new_slab:
2122         page = get_partial(s, gfpflags, node);
2123         if (page) {
2124                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
2125                 object = c->freelist;
2126
2127                 if (kmem_cache_debug(s))
2128                         goto debug;
2129                 goto load_freelist;
2130         }
2131
2132         page = new_slab(s, gfpflags, node);
2133
2134         if (page) {
2135                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2136                 if (c->page)
2137                         flush_slab(s, c);
2138
2139                 /*
2140                  * No other reference to the page yet so we can
2141                  * muck around with it freely without cmpxchg
2142                  */
2143                 object = page->freelist;
2144                 page->freelist = NULL;
2145                 page->inuse = page->objects;
2146
2147                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2148                 c->node = page_to_nid(page);
2149                 c->page = page;
2150
2151                 if (kmem_cache_debug(s))
2152                         goto debug;
2153                 goto load_freelist;
2154         }
2155         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2156                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2157         local_irq_restore(flags);
2158         return NULL;
2159
2160 debug:
2161         if (!object || !alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
2162                 goto new_slab;
2163
2164         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2165         deactivate_slab(s, c);
2166         c->page = NULL;
2167         c->node = NUMA_NO_NODE;
2168         local_irq_restore(flags);
2169         return object;
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2174  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2175  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2176  *
2177  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2178  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2179  *
2180  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2181  */
2182 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2183                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2184 {
2185         void **object;
2186         struct kmem_cache_cpu *c;
2187         unsigned long tid;
2188
2189         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2190                 return NULL;
2191
2192 redo:
2193
2194         /*
2195          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2196          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2197          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2198          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2199          */
2200         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2201
2202         /*
2203          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2204          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2205          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2206          * linked list in between.
2207          */
2208         tid = c->tid;
2209         barrier();
2210
2211         object = c->freelist;
2212         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2213
2214                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2215
2216         else {
2217                 /*
2218                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2219                  * operation and if we are on the right processor.
2220                  *
2221                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2222                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2223                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2224                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2225                  *
2226                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2227                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2228                  */
2229                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2230                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2231                                 object, tid,
2232                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2233
2234                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2235                         goto redo;
2236                 }
2237                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2238         }
2239
2240         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2241                 memset(object, 0, s->objsize);
2242
2243         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2244
2245         return object;
2246 }
2247
2248 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2249 {
2250         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2251
2252         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2253
2254         return ret;
2255 }
2256 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2257
2258 #ifdef CONFIG_TRACING
2259 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2260 {
2261         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2262         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2263         return ret;
2264 }
2265 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2266
2267 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2268 {
2269         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2270         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2271         return ret;
2272 }
2273 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2274 #endif
2275
2276 #ifdef CONFIG_NUMA
2277 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2278 {
2279         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2280
2281         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2282                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2283
2284         return ret;
2285 }
2286 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2287
2288 #ifdef CONFIG_TRACING
2289 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2290                                     gfp_t gfpflags,
2291                                     int node, size_t size)
2292 {
2293         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2294
2295         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2296                            size, s->size, gfpflags, node);
2297         return ret;
2298 }
2299 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2300 #endif
2301 #endif
2302
2303 /*
2304  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2305  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2306  *
2307  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2308  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2309  * handling required then we can return immediately.
2310  */
2311 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2312                         void *x, unsigned long addr)
2313 {
2314         void *prior;
2315         void **object = (void *)x;
2316         int was_frozen;
2317         int inuse;
2318         struct page new;
2319         unsigned long counters;
2320         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2321         unsigned long uninitialized_var(flags);
2322
2323         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2324
2325         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2326                 return;
2327
2328         do {
2329                 prior = page->freelist;
2330                 counters = page->counters;
2331                 set_freepointer(s, object, prior);
2332                 new.counters = counters;
2333                 was_frozen = new.frozen;
2334                 new.inuse--;
2335                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2336                         n = get_node(s, page_to_nid(page));
2337                         /*
2338                          * Speculatively acquire the list_lock.
2339                          * If the cmpxchg does not succeed then we may
2340                          * drop the list_lock without any processing.
2341                          *
2342                          * Otherwise the list_lock will synchronize with
2343                          * other processors updating the list of slabs.
2344                          */
2345                         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2346                 }
2347                 inuse = new.inuse;
2348
2349         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2350                 prior, counters,
2351                 object, new.counters,
2352                 "__slab_free"));
2353
2354         if (likely(!n)) {
2355                 /*
2356                  * The list lock was not taken therefore no list
2357                  * activity can be necessary.
2358                  */
2359                 if (was_frozen)
2360                         stat(s, FREE_FROZEN);
2361                 return;
2362         }
2363
2364         /*
2365          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2366          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2367          */
2368         if (was_frozen)
2369                 stat(s, FREE_FROZEN);
2370         else {
2371                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2372                         goto slab_empty;
2373
2374                 /*
2375                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2376                  * then add it.
2377                  */
2378                 if (unlikely(!prior)) {
2379                         remove_full(s, page);
2380                         add_partial(n, page, 1);
2381                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2382                 }
2383         }
2384         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2385         return;
2386
2387 slab_empty:
2388         if (prior) {
2389                 /*
2390                  * Slab on the partial list.
2391                  */
2392                 remove_partial(n, page);
2393                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2394         } else
2395                 /* Slab must be on the full list */
2396                 remove_full(s, page);
2397
2398         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2399         stat(s, FREE_SLAB);
2400         discard_slab(s, page);
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2405  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2406  *
2407  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2408  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2409  * the item before.
2410  *
2411  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2412  * with all sorts of special processing.
2413  */
2414 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2415                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2416 {
2417         void **object = (void *)x;
2418         struct kmem_cache_cpu *c;
2419         unsigned long tid;
2420
2421         slab_free_hook(s, x);
2422
2423 redo:
2424
2425         /*
2426          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2427          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2428          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2429          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2430          */
2431         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2432
2433         tid = c->tid;
2434         barrier();
2435
2436         if (likely(page == c->page)) {
2437                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2438
2439                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2440                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2441                                 c->freelist, tid,
2442                                 object, next_tid(tid)))) {
2443
2444                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2445                         goto redo;
2446                 }
2447                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2448         } else
2449                 __slab_free(s, page, x, addr);
2450
2451 }
2452
2453 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2454 {
2455         struct page *page;
2456
2457         page = virt_to_head_page(x);
2458
2459         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2460
2461         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2462 }
2463 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2464
2465 /*
2466  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2467  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2468  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2469  * another.
2470  *
2471  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2472  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2473  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2474  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2475  * locking overhead.
2476  */
2477
2478 /*
2479  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2480  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2481  * and increases the number of allocations possible without having to
2482  * take the list_lock.
2483  */
2484 static int slub_min_order;
2485 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2486 static int slub_min_objects;
2487
2488 /*
2489  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2490  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2491  */
2492 static int slub_nomerge;
2493
2494 /*
2495  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2496  *
2497  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2498  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2499  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2500  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2501  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2502  * would be wasted.
2503  *
2504  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2505  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2506  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2507  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2508  *
2509  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2510  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2511  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2512  * of space in favor of a small page order.
2513  *
2514  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2515  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2516  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2517  * the smallest order which will fit the object.
2518  */
2519 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2520                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2521 {
2522         int order;
2523         int rem;
2524         int min_order = slub_min_order;
2525
2526         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2527                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2528
2529         for (order = max(min_order,
2530                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2531                         order <= max_order; order++) {
2532
2533                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2534
2535                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2536                         continue;
2537
2538                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2539
2540                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2541                         break;
2542
2543         }
2544
2545         return order;
2546 }
2547
2548 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2549 {
2550         int order;
2551         int min_objects;
2552         int fraction;
2553         int max_objects;
2554
2555         /*
2556          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2557          * works by first attempting to generate a layout with
2558          * the best configuration and backing off gradually.
2559          *
2560          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2561          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2562          */
2563         min_objects = slub_min_objects;
2564         if (!min_objects)
2565                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2566         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2567         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2568
2569         while (min_objects > 1) {
2570                 fraction = 16;
2571                 while (fraction >= 4) {
2572                         order = slab_order(size, min_objects,
2573                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2574                         if (order <= slub_max_order)
2575                                 return order;
2576                         fraction /= 2;
2577                 }
2578                 min_objects--;
2579         }
2580
2581         /*
2582          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2583          * lets see if we can place a single object there.
2584          */
2585         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2586         if (order <= slub_max_order)
2587                 return order;
2588
2589         /*
2590          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2591          */
2592         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2593         if (order < MAX_ORDER)
2594                 return order;
2595         return -ENOSYS;
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2600  */
2601 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2602                 unsigned long align, unsigned long size)
2603 {
2604         /*
2605          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2606          * suggestion if the object is sufficiently large.
2607          *
2608          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2609          * alignment though. If that is greater then use it.
2610          */
2611         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2612                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2613                 while (size <= ralign / 2)
2614                         ralign /= 2;
2615                 align = max(align, ralign);
2616         }
2617
2618         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2619                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2620
2621         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2622 }
2623
2624 static void
2625 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2626 {
2627         n->nr_partial = 0;
2628         spin_lock_init(&n->list_lock);
2629         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2630 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2631         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2632         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2633         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2634 #endif
2635 }
2636
2637 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2638 {
2639         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2640                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2641
2642         /*
2643          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2644          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2645          */
2646         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2647                                      2 * sizeof(void *));
2648
2649         if (!s->cpu_slab)
2650                 return 0;
2651
2652         init_kmem_cache_cpus(s);
2653
2654         return 1;
2655 }
2656
2657 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2658
2659 /*
2660  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2661  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2662  * possible.
2663  *
2664  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2665  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2666  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2667  */
2668 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2669 {
2670         struct page *page;
2671         struct kmem_cache_node *n;
2672
2673         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2674
2675         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2676
2677         BUG_ON(!page);
2678         if (page_to_nid(page) != node) {
2679                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2680                                 "node %d\n", node);
2681                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2682                                 "in order to be able to continue\n");
2683         }
2684
2685         n = page->freelist;
2686         BUG_ON(!n);
2687         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2688         page->inuse++;
2689         page->frozen = 0;
2690         kmem_cache_node->node[node] = n;
2691 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2692         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2693         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2694 #endif
2695         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2696         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2697
2698         add_partial(n, page, 0);
2699 }
2700
2701 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2702 {
2703         int node;
2704
2705         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2706                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2707
2708                 if (n)
2709                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2710
2711                 s->node[node] = NULL;
2712         }
2713 }
2714
2715 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2716 {
2717         int node;
2718
2719         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2720                 struct kmem_cache_node *n;
2721
2722                 if (slab_state == DOWN) {
2723                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2724                         continue;
2725                 }
2726                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2727                                                 GFP_KERNEL, node);
2728
2729                 if (!n) {
2730                         free_kmem_cache_nodes(s);
2731                         return 0;
2732                 }
2733
2734                 s->node[node] = n;
2735                 init_kmem_cache_node(n, s);
2736         }
2737         return 1;
2738 }
2739
2740 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2741 {
2742         if (min < MIN_PARTIAL)
2743                 min = MIN_PARTIAL;
2744         else if (min > MAX_PARTIAL)
2745                 min = MAX_PARTIAL;
2746         s->min_partial = min;
2747 }
2748
2749 /*
2750  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2751  * a slab object.
2752  */
2753 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2754 {
2755         unsigned long flags = s->flags;
2756         unsigned long size = s->objsize;
2757         unsigned long align = s->align;
2758         int order;
2759
2760         /*
2761          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2762          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2763          * the possible location of the free pointer.
2764          */
2765         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2766
2767 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2768         /*
2769          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2770          * the slab may touch the object after free or before allocation
2771          * then we should never poison the object itself.
2772          */
2773         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2774                         !s->ctor)
2775                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2776         else
2777                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2778
2779
2780         /*
2781          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2782          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2783          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2784          */
2785         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2786                 size += sizeof(void *);
2787 #endif
2788
2789         /*
2790          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2791          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2792          */
2793         s->inuse = size;
2794
2795         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2796                 s->ctor)) {
2797                 /*
2798                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2799                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2800                  * kmem_cache_free.
2801                  *
2802                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2803                  * destructor or are poisoning the objects.
2804                  */
2805                 s->offset = size;
2806                 size += sizeof(void *);
2807         }
2808
2809 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2810         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2811                 /*
2812                  * Need to store information about allocs and frees after
2813                  * the object.
2814                  */
2815                 size += 2 * sizeof(struct track);
2816
2817         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2818                 /*
2819                  * Add some empty padding so that we can catch
2820                  * overwrites from earlier objects rather than let
2821                  * tracking information or the free pointer be
2822                  * corrupted if a user writes before the start
2823                  * of the object.
2824                  */
2825                 size += sizeof(void *);
2826 #endif
2827
2828         /*
2829          * Determine the alignment based on various parameters that the
2830          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2831          * on bootup.
2832          */
2833         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2834         s->align = align;
2835
2836         /*
2837          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2838          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2839          * each object to conform to the alignment.
2840          */
2841         size = ALIGN(size, align);
2842         s->size = size;
2843         if (forced_order >= 0)
2844                 order = forced_order;
2845         else
2846                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2847
2848         if (order < 0)
2849                 return 0;
2850
2851         s->allocflags = 0;
2852         if (order)
2853                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2854
2855         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2856                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2857
2858         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2859                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2860
2861         /*
2862          * Determine the number of objects per slab
2863          */
2864         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2865         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2866         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2867                 s->max = s->oo;
2868
2869         return !!oo_objects(s->oo);
2870
2871 }
2872
2873 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2874                 const char *name, size_t size,
2875                 size_t align, unsigned long flags,
2876                 void (*ctor)(void *))
2877 {
2878         memset(s, 0, kmem_size);
2879         s->name = name;
2880         s->ctor = ctor;
2881         s->objsize = size;
2882         s->align = align;
2883         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2884         s->reserved = 0;
2885
2886         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2887                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2888
2889         if (!calculate_sizes(s, -1))
2890                 goto error;
2891         if (disable_higher_order_debug) {
2892                 /*
2893                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2894                  * order increased.
2895                  */
2896                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2897                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2898                         s->offset = 0;
2899                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2900                                 goto error;
2901                 }
2902         }
2903
2904 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
2905         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
2906                 /* Enable fast mode */
2907                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
2908 #endif
2909
2910         /*
2911          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2912          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2913          */
2914         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2915         s->refcount = 1;
2916 #ifdef CONFIG_NUMA
2917         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2918 #endif
2919         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2920                 goto error;
2921
2922         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2923                 return 1;
2924
2925         free_kmem_cache_nodes(s);
2926 error:
2927         if (flags & SLAB_PANIC)
2928                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2929                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2930                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2931                         s->offset, flags);
2932         return 0;
2933 }
2934
2935 /*
2936  * Determine the size of a slab object
2937  */
2938 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2939 {
2940         return s->objsize;
2941 }
2942 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2943
2944 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2945                                                         const char *text)
2946 {
2947 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2948         void *addr = page_address(page);
2949         void *p;
2950         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2951                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2952         if (!map)
2953                 return;
2954         slab_err(s, page, "%s", text);
2955         slab_lock(page);
2956
2957         get_map(s, page, map);
2958         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2959
2960                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2961                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2962                                                         p, p - addr);
2963                         print_tracking(s, p);
2964                 }
2965         }
2966         slab_unlock(page);
2967         kfree(map);
2968 #endif
2969 }
2970
2971 /*
2972  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2973  */
2974 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2975 {
2976         unsigned long flags;
2977         struct page *page, *h;
2978
2979         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2980         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2981                 if (!page->inuse) {
2982                         remove_partial(n, page);
2983                         discard_slab(s, page);
2984                 } else {
2985                         list_slab_objects(s, page,
2986                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2987                 }
2988         }
2989         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2990 }
2991
2992 /*
2993  * Release all resources used by a slab cache.
2994  */
2995 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2996 {
2997         int node;
2998
2999         flush_all(s);
3000         free_percpu(s->cpu_slab);
3001         /* Attempt to free all objects */
3002         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3003                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3004
3005                 free_partial(s, n);
3006                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3007                         return 1;
3008         }
3009         free_kmem_cache_nodes(s);
3010         return 0;
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3015  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3016  */
3017 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3018 {
3019         down_write(&slub_lock);
3020         s->refcount--;
3021         if (!s->refcount) {
3022                 list_del(&s->list);
3023                 if (kmem_cache_close(s)) {
3024                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3025                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3026                         dump_stack();
3027                 }
3028                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3029                         rcu_barrier();
3030                 sysfs_slab_remove(s);
3031         }
3032         up_write(&slub_lock);
3033 }
3034 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3035
3036 /********************************************************************
3037  *              Kmalloc subsystem
3038  *******************************************************************/
3039
3040 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3041 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3042
3043 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3044
3045 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3046 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3047 #endif
3048
3049 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3050 {
3051         get_option(&str, &slub_min_order);
3052
3053         return 1;
3054 }
3055
3056 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3057
3058 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3059 {
3060         get_option(&str, &slub_max_order);
3061         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3062
3063         return 1;
3064 }
3065
3066 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3067
3068 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3069 {
3070         get_option(&str, &slub_min_objects);
3071
3072         return 1;
3073 }
3074
3075 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3076
3077 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3078 {
3079         slub_nomerge = 1;
3080         return 1;
3081 }
3082
3083 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3084
3085 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3086                                                 int size, unsigned int flags)
3087 {
3088         struct kmem_cache *s;
3089
3090         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3091
3092         /*
3093          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3094          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3095          */
3096         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3097                                                                 flags, NULL))
3098                 goto panic;
3099
3100         list_add(&s->list, &slab_caches);
3101         return s;
3102
3103 panic:
3104         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3105         return NULL;
3106 }
3107
3108 /*
3109  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3110  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3111  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3112  * fls.
3113  */
3114 static s8 size_index[24] = {
3115         3,      /* 8 */
3116         4,      /* 16 */
3117         5,      /* 24 */
3118         5,      /* 32 */
3119         6,      /* 40 */
3120         6,      /* 48 */
3121         6,      /* 56 */
3122         6,      /* 64 */
3123         1,      /* 72 */
3124         1,      /* 80 */
3125         1,      /* 88 */
3126         1,      /* 96 */
3127         7,      /* 104 */
3128         7,      /* 112 */
3129         7,      /* 120 */
3130         7,      /* 128 */
3131         2,      /* 136 */
3132         2,      /* 144 */
3133         2,      /* 152 */
3134         2,      /* 160 */
3135         2,      /* 168 */
3136         2,      /* 176 */
3137         2,      /* 184 */
3138         2       /* 192 */
3139 };
3140
3141 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3142 {
3143         return (bytes - 1) / 8;
3144 }
3145
3146 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3147 {
3148         int index;
3149
3150         if (size <= 192) {
3151                 if (!size)
3152                         return ZERO_SIZE_PTR;
3153
3154                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3155         } else
3156                 index = fls(size - 1);
3157
3158 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3159         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3160                 return kmalloc_dma_caches[index];
3161
3162 #endif
3163         return kmalloc_caches[index];
3164 }
3165
3166 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3167 {
3168         struct kmem_cache *s;
3169         void *ret;
3170
3171         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3172                 return kmalloc_large(size, flags);
3173
3174         s = get_slab(size, flags);
3175
3176         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3177                 return s;
3178
3179         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3180
3181         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3182
3183         return ret;
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3186
3187 #ifdef CONFIG_NUMA
3188 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3189 {
3190         struct page *page;
3191         void *ptr = NULL;
3192
3193         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3194         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3195         if (page)
3196                 ptr = page_address(page);
3197
3198         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3199         return ptr;
3200 }
3201
3202 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3203 {
3204         struct kmem_cache *s;
3205         void *ret;
3206
3207         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3208                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3209
3210                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3211                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3212                                    flags, node);
3213
3214                 return ret;
3215         }
3216
3217         s = get_slab(size, flags);
3218
3219         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3220                 return s;
3221
3222         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3223
3224         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3225
3226         return ret;
3227 }
3228 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3229 #endif
3230
3231 size_t ksize(const void *object)
3232 {
3233         struct page *page;
3234
3235         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3236                 return 0;
3237
3238         page = virt_to_head_page(object);
3239
3240         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3241                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3242                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3243         }
3244
3245         return slab_ksize(page->slab);
3246 }
3247 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3248
3249 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3250 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3251 {
3252         struct page *page;
3253         void *object = (void *)x;
3254         unsigned long flags;
3255         bool rv;
3256
3257         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3258                 return false;
3259
3260         local_irq_save(flags);
3261
3262         page = virt_to_head_page(x);
3263         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3264                 /* maybe it was from stack? */
3265                 rv = true;
3266                 goto out_unlock;
3267         }
3268
3269         slab_lock(page);
3270         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3271                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3272                 rv = false;
3273         } else {
3274                 rv = true;
3275         }
3276         slab_unlock(page);
3277
3278 out_unlock:
3279         local_irq_restore(flags);
3280         return rv;
3281 }
3282 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3283 #endif
3284
3285 void kfree(const void *x)
3286 {
3287         struct page *page;
3288         void *object = (void *)x;
3289
3290         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3291
3292         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3293                 return;
3294
3295         page = virt_to_head_page(x);
3296         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3297                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3298                 kmemleak_free(x);
3299                 put_page(page);
3300                 return;
3301         }
3302         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3303 }
3304 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3305
3306 /*
3307  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3308  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3309  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3310  * and thus they can be removed from the partial lists.
3311  *
3312  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3313  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3314  * are freed in them.
3315  */
3316 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3317 {
3318         int node;
3319         int i;
3320         struct kmem_cache_node *n;
3321         struct page *page;
3322         struct page *t;
3323         int objects = oo_objects(s->max);
3324         struct list_head *slabs_by_inuse =
3325                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3326         unsigned long flags;
3327
3328         if (!slabs_by_inuse)
3329                 return -ENOMEM;
3330
3331         flush_all(s);
3332         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3333                 n = get_node(s, node);
3334
3335                 if (!n->nr_partial)
3336                         continue;
3337
3338                 for (i = 0; i < objects; i++)
3339                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3340
3341                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3342
3343                 /*
3344                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3345                  *
3346                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3347                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3348                  */
3349                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3350                         if (!page->inuse) {
3351                                 remove_partial(n, page);
3352                                 discard_slab(s, page);
3353                         } else {
3354                                 list_move(&page->lru,
3355                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3356                         }
3357                 }
3358
3359                 /*
3360                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3361                  * first and the least used slabs at the end.
3362                  */
3363                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3364                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3365
3366                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3367         }
3368
3369         kfree(slabs_by_inuse);
3370         return 0;
3371 }
3372 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3373
3374 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3375 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3376 {
3377         struct kmem_cache *s;
3378
3379         down_read(&slub_lock);
3380         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3381                 kmem_cache_shrink(s);
3382         up_read(&slub_lock);
3383
3384         return 0;
3385 }
3386
3387 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3388 {
3389         struct kmem_cache_node *n;
3390         struct kmem_cache *s;
3391         struct memory_notify *marg = arg;
3392         int offline_node;
3393
3394         offline_node = marg->status_change_nid;
3395
3396         /*
3397          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3398          * for it yet.
3399          */
3400         if (offline_node < 0)
3401                 return;
3402
3403         down_read(&slub_lock);
3404         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3405                 n = get_node(s, offline_node);
3406                 if (n) {
3407                         /*
3408                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3409                          * that is going down. We were unable to free them,
3410                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3411                          * callback. So, we must fail.
3412                          */
3413                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3414
3415                         s->node[offline_node] = NULL;
3416                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3417                 }
3418         }
3419         up_read(&slub_lock);
3420 }
3421
3422 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3423 {
3424         struct kmem_cache_node *n;
3425         struct kmem_cache *s;
3426         struct memory_notify *marg = arg;
3427         int nid = marg->status_change_nid;
3428         int ret = 0;
3429
3430         /*
3431          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3432          * already created. Nothing to do.
3433          */
3434         if (nid < 0)
3435                 return 0;
3436
3437         /*
3438          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3439          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3440          * online.
3441          */
3442         down_read(&slub_lock);
3443         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3444                 /*
3445                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3446                  *      since memory is not yet available from the node that
3447                  *      is brought up.
3448                  */
3449                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3450                 if (!n) {
3451                         ret = -ENOMEM;
3452                         goto out;
3453                 }
3454                 init_kmem_cache_node(n, s);
3455                 s->node[nid] = n;
3456         }
3457 out:
3458         up_read(&slub_lock);
3459         return ret;
3460 }
3461
3462 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3463                                 unsigned long action, void *arg)
3464 {
3465         int ret = 0;
3466
3467         switch (action) {
3468         case MEM_GOING_ONLINE:
3469                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3470                 break;
3471         case MEM_GOING_OFFLINE:
3472                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3473                 break;
3474         case MEM_OFFLINE:
3475         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3476                 slab_mem_offline_callback(arg);
3477                 break;
3478         case MEM_ONLINE:
3479         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3480                 break;
3481         }
3482         if (ret)
3483                 ret = notifier_from_errno(ret);
3484         else
3485                 ret = NOTIFY_OK;
3486         return ret;
3487 }
3488
3489 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3490
3491 /********************************************************************
3492  *                      Basic setup of slabs
3493  *******************************************************************/
3494
3495 /*
3496  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3497  * the page allocator
3498  */
3499
3500 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3501 {
3502         int node;
3503
3504         list_add(&s->list, &slab_caches);
3505         s->refcount = -1;
3506
3507         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3508                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3509                 struct page *p;
3510
3511                 if (n) {
3512                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3513                                 p->slab = s;
3514
3515 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3516                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3517                                 p->slab = s;
3518 #endif
3519                 }
3520         }
3521 }
3522
3523 void __init kmem_cache_init(void)
3524 {
3525         int i;
3526         int caches = 0;
3527         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3528         int order;
3529         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3530         unsigned long kmalloc_size;
3531
3532         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3533                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3534
3535         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3536         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3537         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3538         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3539
3540         /*
3541          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3542          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3543          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3544          */
3545         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3546
3547         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3548                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3549                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3550
3551         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3552
3553         /* Able to allocate the per node structures */
3554         slab_state = PARTIAL;
3555
3556         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3557         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3558                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3559         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3560         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3561
3562         /*
3563          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3564          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3565          * update any list pointers.
3566          */
3567         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3568
3569         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3570         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3571
3572         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3573
3574         caches++;
3575         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3576         caches++;
3577         /* Free temporary boot structure */
3578         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3579
3580         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3581
3582         /*
3583          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3584          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3585          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3586          *
3587          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3588          * handle the index determination for the smaller caches.
3589          *
3590          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3591          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3592          */
3593         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3594                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3595
3596         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3597                 int elem = size_index_elem(i);
3598                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3599                         break;
3600                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3601         }
3602
3603         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3604                 /*
3605                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3606                  * is 64 byte.
3607                  */
3608                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3609                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3610         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3611                 /*
3612                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3613                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3614                  * instead.
3615                  */
3616                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3617                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3618         }
3619
3620         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3621         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3622                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3623                 caches++;
3624         }
3625
3626         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3627                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3628                 caches++;
3629         }
3630
3631         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3632                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3633                 caches++;
3634         }
3635
3636         slab_state = UP;
3637
3638         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3639         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3640                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3641                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3642         }
3643
3644         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3645                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3646                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3647         }
3648
3649         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3650                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3651
3652                 BUG_ON(!s);
3653                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3654         }
3655
3656 #ifdef CONFIG_SMP
3657         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3658 #endif
3659
3660 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3661         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3662                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3663
3664                 if (s && s->size) {
3665                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3666                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3667
3668                         BUG_ON(!name);
3669                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3670                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3671                 }
3672         }
3673 #endif
3674         printk(KERN_INFO
3675                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3676                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3677                 caches, cache_line_size(),
3678                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3679                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3680 }
3681
3682 void __init kmem_cache_init_late(void)
3683 {
3684 }
3685
3686 /*
3687  * Find a mergeable slab cache
3688  */
3689 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3690 {
3691         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3692                 return 1;
3693
3694         if (s->ctor)
3695                 return 1;
3696
3697         /*
3698          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3699          */
3700         if (s->refcount < 0)
3701                 return 1;
3702
3703         return 0;
3704 }
3705
3706 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3707                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3708                 void (*ctor)(void *))
3709 {
3710         struct kmem_cache *s;
3711
3712         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3713                 return NULL;
3714
3715         if (ctor)
3716                 return NULL;
3717
3718         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3719         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3720         size = ALIGN(size, align);
3721         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3722
3723         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3724                 if (slab_unmergeable(s))
3725                         continue;
3726
3727                 if (size > s->size)
3728                         continue;
3729
3730                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3731                                 continue;
3732                 /*
3733                  * Check if alignment is compatible.
3734                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3735                  */
3736                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3737                         continue;
3738
3739                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3740                         continue;
3741
3742                 return s;
3743         }
3744         return NULL;
3745 }
3746
3747 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3748                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3749 {
3750         struct kmem_cache *s;
3751         char *n;
3752
3753         if (WARN_ON(!name))
3754                 return NULL;
3755
3756         down_write(&slub_lock);
3757         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3758         if (s) {
3759                 s->refcount++;
3760                 /*
3761                  * Adjust the object sizes so that we clear
3762                  * the complete object on kzalloc.
3763                  */
3764                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3765                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3766
3767                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3768                         s->refcount--;
3769                         goto err;
3770                 }
3771                 up_write(&slub_lock);
3772                 return s;
3773         }
3774
3775         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3776         if (!n)
3777                 goto err;
3778
3779         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3780         if (s) {
3781                 if (kmem_cache_open(s, n,
3782                                 size, align, flags, ctor)) {
3783                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3784                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3785                                 list_del(&s->list);
3786                                 kfree(n);
3787                                 kfree(s);
3788                                 goto err;
3789                         }
3790                         up_write(&slub_lock);
3791                         return s;
3792                 }
3793                 kfree(n);
3794                 kfree(s);
3795         }
3796 err:
3797         up_write(&slub_lock);
3798
3799         if (flags & SLAB_PANIC)
3800                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3801         else
3802                 s = NULL;
3803         return s;
3804 }
3805 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3806
3807 #ifdef CONFIG_SMP
3808 /*
3809  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3810  * necessary.
3811  */
3812 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3813                 unsigned long action, void *hcpu)
3814 {
3815         long cpu = (long)hcpu;
3816         struct kmem_cache *s;
3817         unsigned long flags;
3818
3819         switch (action) {
3820         case CPU_UP_CANCELED:
3821         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3822         case CPU_DEAD:
3823         case CPU_DEAD_FROZEN:
3824                 down_read(&slub_lock);
3825                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3826                         local_irq_save(flags);
3827                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3828                         local_irq_restore(flags);
3829                 }
3830                 up_read(&slub_lock);
3831                 break;
3832         default:
3833                 break;
3834         }
3835         return NOTIFY_OK;
3836 }
3837
3838 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3839         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3840 };
3841
3842 #endif
3843
3844 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3845 {
3846         struct kmem_cache *s;
3847         void *ret;
3848
3849         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3850                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3851
3852         s = get_slab(size, gfpflags);
3853
3854         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3855                 return s;
3856
3857         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3858
3859         /* Honor the call site pointer we received. */
3860         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3861
3862         return ret;
3863 }
3864
3865 #ifdef CONFIG_NUMA
3866 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3867                                         int node, unsigned long caller)
3868 {
3869         struct kmem_cache *s;
3870         void *ret;
3871
3872         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3873                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3874
3875                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3876                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3877                                    gfpflags, node);
3878
3879                 return ret;
3880         }
3881
3882         s = get_slab(size, gfpflags);
3883
3884         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3885                 return s;
3886
3887         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3888
3889         /* Honor the call site pointer we received. */
3890         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3891
3892         return ret;
3893 }
3894 #endif
3895
3896 #ifdef CONFIG_SYSFS
3897 static int count_inuse(struct page *page)
3898 {
3899         return page->inuse;
3900 }
3901
3902 static int count_total(struct page *page)
3903 {
3904         return page->objects;
3905 }
3906 #endif
3907
3908 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3909 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3910                                                 unsigned long *map)
3911 {
3912         void *p;
3913         void *addr = page_address(page);
3914
3915         if (!check_slab(s, page) ||
3916                         !on_freelist(s, page, NULL))
3917                 return 0;
3918
3919         /* Now we know that a valid freelist exists */
3920         bitmap_zero(map, page->objects);
3921
3922         get_map(s, page, map);
3923         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3924                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3925                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3926                                 return 0;
3927         }
3928
3929         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3930                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3931                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3932                                 return 0;
3933         return 1;
3934 }
3935
3936 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3937                                                 unsigned long *map)
3938 {
3939         slab_lock(page);
3940         validate_slab(s, page, map);
3941         slab_unlock(page);
3942 }
3943
3944 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3945                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3946 {
3947         unsigned long count = 0;
3948         struct page *page;
3949         unsigned long flags;
3950
3951         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3952
3953         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3954                 validate_slab_slab(s, page, map);
3955                 count++;
3956         }
3957         if (count != n->nr_partial)
3958                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3959                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3960
3961         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3962                 goto out;
3963
3964         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3965                 validate_slab_slab(s, page, map);
3966                 count++;
3967         }
3968         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3969                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3970                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3971                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3972
3973 out:
3974         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3975         return count;
3976 }
3977
3978 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3979 {
3980         int node;
3981         unsigned long count = 0;
3982         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3983                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3984
3985         if (!map)
3986                 return -ENOMEM;
3987
3988         flush_all(s);
3989         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3990                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3991
3992                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3993         }
3994         kfree(map);
3995         return count;
3996 }
3997 /*
3998  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3999  * and freed.
4000  */
4001
4002 struct location {
4003         unsigned long count;