SLUB: Don't pass __GFP_FAIL for the initial allocation
[pandora-kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/kmemleak.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
112 #define SLABDEBUG 1
113 #else
114 #define SLABDEBUG 0
115 #endif
116
117 /*
118  * Issues still to be resolved:
119  *
120  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
121  *
122  * - Variable sizing of the per node arrays
123  */
124
125 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
126 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
127
128 /*
129  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
130  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
131  */
132 #define MIN_PARTIAL 5
133
134 /*
135  * Maximum number of desirable partial slabs.
136  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
137  * sort the partial list by the number of objects in the.
138  */
139 #define MAX_PARTIAL 10
140
141 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
142                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
143
144 /*
145  * Set of flags that will prevent slab merging
146  */
147 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
148                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
149
150 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
151                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
152
153 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
159 #endif
160
161 #define OO_SHIFT        16
162 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
163 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
164
165 /* Internal SLUB flags */
166 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
167 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
168
169 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
170
171 #ifdef CONFIG_SMP
172 static struct notifier_block slab_notifier;
173 #endif
174
175 static enum {
176         DOWN,           /* No slab functionality available */
177         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
178         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
179         SYSFS           /* Sysfs up */
180 } slab_state = DOWN;
181
182 /* A list of all slab caches on the system */
183 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
184 static LIST_HEAD(slab_caches);
185
186 /*
187  * Tracking user of a slab.
188  */
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191         int cpu;                /* Was running on cpu */
192         int pid;                /* Pid context */
193         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
194 };
195
196 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
197
198 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
199 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
200 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
201 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
202
203 #else
204 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
205 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
206                                                         { return 0; }
207 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
208 {
209         kfree(s);
210 }
211
212 #endif
213
214 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
215 {
216 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
217         c->stat[si]++;
218 #endif
219 }
220
221 /********************************************************************
222  *                      Core slab cache functions
223  *******************************************************************/
224
225 int slab_is_available(void)
226 {
227         return slab_state >= UP;
228 }
229
230 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
231 {
232 #ifdef CONFIG_NUMA
233         return s->node[node];
234 #else
235         return &s->local_node;
236 #endif
237 }
238
239 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
240 {
241 #ifdef CONFIG_SMP
242         return s->cpu_slab[cpu];
243 #else
244         return &s->cpu_slab;
245 #endif
246 }
247
248 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
249 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
250                                 struct page *page, const void *object)
251 {
252         void *base;
253
254         if (!object)
255                 return 1;
256
257         base = page_address(page);
258         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
259                 (object - base) % s->size) {
260                 return 0;
261         }
262
263         return 1;
264 }
265
266 /*
267  * Slow version of get and set free pointer.
268  *
269  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
270  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
271  * from the page struct.
272  */
273 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         return *(void **)(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
279 {
280         *(void **)(object + s->offset) = fp;
281 }
282
283 /* Loop over all objects in a slab */
284 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
285         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
286                         __p += (__s)->size)
287
288 /* Scan freelist */
289 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
290         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
291
292 /* Determine object index from a given position */
293 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
294 {
295         return (p - addr) / s->size;
296 }
297
298 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
299                                                 unsigned long size)
300 {
301         struct kmem_cache_order_objects x = {
302                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
303         };
304
305         return x;
306 }
307
308 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
309 {
310         return x.x >> OO_SHIFT;
311 }
312
313 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
314 {
315         return x.x & OO_MASK;
316 }
317
318 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
319 /*
320  * Debug settings:
321  */
322 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
323 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
324 #else
325 static int slub_debug;
326 #endif
327
328 static char *slub_debug_slabs;
329
330 /*
331  * Object debugging
332  */
333 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
334 {
335         int i, offset;
336         int newline = 1;
337         char ascii[17];
338
339         ascii[16] = 0;
340
341         for (i = 0; i < length; i++) {
342                 if (newline) {
343                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
344                         newline = 0;
345                 }
346                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
347                 offset = i % 16;
348                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
349                 if (offset == 15) {
350                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
351                         newline = 1;
352                 }
353         }
354         if (!newline) {
355                 i %= 16;
356                 while (i < 16) {
357                         printk(KERN_CONT "   ");
358                         ascii[i] = ' ';
359                         i++;
360                 }
361                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
362         }
363 }
364
365 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
366         enum track_item alloc)
367 {
368         struct track *p;
369
370         if (s->offset)
371                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
372         else
373                 p = object + s->inuse;
374
375         return p + alloc;
376 }
377
378 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
379                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
380 {
381         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
382
383         if (addr) {
384                 p->addr = addr;
385                 p->cpu = smp_processor_id();
386                 p->pid = current->pid;
387                 p->when = jiffies;
388         } else
389                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
390 }
391
392 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
393 {
394         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
395                 return;
396
397         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
398         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
399 }
400
401 static void print_track(const char *s, struct track *t)
402 {
403         if (!t->addr)
404                 return;
405
406         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
407                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
408 }
409
410 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
411 {
412         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
413                 return;
414
415         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
416         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
417 }
418
419 static void print_page_info(struct page *page)
420 {
421         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
422                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
423
424 }
425
426 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
427 {
428         va_list args;
429         char buf[100];
430
431         va_start(args, fmt);
432         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
433         va_end(args);
434         printk(KERN_ERR "========================================"
435                         "=====================================\n");
436         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
437         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
438                         "-------------------------------------\n\n");
439 }
440
441 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
442 {
443         va_list args;
444         char buf[100];
445
446         va_start(args, fmt);
447         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
448         va_end(args);
449         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
450 }
451
452 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
453 {
454         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
455         u8 *addr = page_address(page);
456
457         print_tracking(s, p);
458
459         print_page_info(page);
460
461         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
462                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
463
464         if (p > addr + 16)
465                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
466
467         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
468
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
471                         s->inuse - s->objsize);
472
473         if (s->offset)
474                 off = s->offset + sizeof(void *);
475         else
476                 off = s->inuse;
477
478         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
479                 off += 2 * sizeof(struct track);
480
481         if (off != s->size)
482                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
483                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
484
485         dump_stack();
486 }
487
488 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
489                         u8 *object, char *reason)
490 {
491         slab_bug(s, "%s", reason);
492         print_trailer(s, page, object);
493 }
494
495 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
496 {
497         va_list args;
498         char buf[100];
499
500         va_start(args, fmt);
501         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
502         va_end(args);
503         slab_bug(s, "%s", buf);
504         print_page_info(page);
505         dump_stack();
506 }
507
508 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
509 {
510         u8 *p = object;
511
512         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
513                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
514                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
515         }
516
517         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
518                 memset(p + s->objsize,
519                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
520                         s->inuse - s->objsize);
521 }
522
523 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
524 {
525         while (bytes) {
526                 if (*start != (u8)value)
527                         return start;
528                 start++;
529                 bytes--;
530         }
531         return NULL;
532 }
533
534 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
535                                                 void *from, void *to)
536 {
537         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
538         memset(from, data, to - from);
539 }
540
541 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
542                         u8 *object, char *what,
543                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
544 {
545         u8 *fault;
546         u8 *end;
547
548         fault = check_bytes(start, value, bytes);
549         if (!fault)
550                 return 1;
551
552         end = start + bytes;
553         while (end > fault && end[-1] == value)
554                 end--;
555
556         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
557         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
558                                         fault, end - 1, fault[0], value);
559         print_trailer(s, page, object);
560
561         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
562         return 0;
563 }
564
565 /*
566  * Object layout:
567  *
568  * object address
569  *      Bytes of the object to be managed.
570  *      If the freepointer may overlay the object then the free
571  *      pointer is the first word of the object.
572  *
573  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
574  *      0xa5 (POISON_END)
575  *
576  * object + s->objsize
577  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
578  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
579  *      objsize == inuse.
580  *
581  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
582  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
583  *
584  * object + s->inuse
585  *      Meta data starts here.
586  *
587  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
588  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
589  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
590  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
591  *              before the word boundary.
592  *
593  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
594  *
595  * object + s->size
596  *      Nothing is used beyond s->size.
597  *
598  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
599  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
600  * may be used with merged slabcaches.
601  */
602
603 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
604 {
605         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
606
607         if (s->offset)
608                 /* Freepointer is placed after the object. */
609                 off += sizeof(void *);
610
611         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
612                 /* We also have user information there */
613                 off += 2 * sizeof(struct track);
614
615         if (s->size == off)
616                 return 1;
617
618         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
619                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
620 }
621
622 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
623 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
624 {
625         u8 *start;
626         u8 *fault;
627         u8 *end;
628         int length;
629         int remainder;
630
631         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
632                 return 1;
633
634         start = page_address(page);
635         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
636         end = start + length;
637         remainder = length % s->size;
638         if (!remainder)
639                 return 1;
640
641         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
642         if (!fault)
643                 return 1;
644         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
645                 end--;
646
647         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
648         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
649
650         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
651         return 0;
652 }
653
654 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
655                                         void *object, int active)
656 {
657         u8 *p = object;
658         u8 *endobject = object + s->objsize;
659
660         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
661                 unsigned int red =
662                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
663
664                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
665                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
666                         return 0;
667         } else {
668                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
669                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
670                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
671                 }
672         }
673
674         if (s->flags & SLAB_POISON) {
675                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
676                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
677                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
678                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
679                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
680                         return 0;
681                 /*
682                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
683                  */
684                 check_pad_bytes(s, page, p);
685         }
686
687         if (!s->offset && active)
688                 /*
689                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
690                  * freepointer while object is allocated.
691                  */
692                 return 1;
693
694         /* Check free pointer validity */
695         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
696                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
697                 /*
698                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
699                  * of the free objects in this slab. May cause
700                  * another error because the object count is now wrong.
701                  */
702                 set_freepointer(s, p, NULL);
703                 return 0;
704         }
705         return 1;
706 }
707
708 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
709 {
710         int maxobj;
711
712         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
713
714         if (!PageSlab(page)) {
715                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
716                 return 0;
717         }
718
719         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
720         if (page->objects > maxobj) {
721                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
722                         s->name, page->objects, maxobj);
723                 return 0;
724         }
725         if (page->inuse > page->objects) {
726                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
727                         s->name, page->inuse, page->objects);
728                 return 0;
729         }
730         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
731         slab_pad_check(s, page);
732         return 1;
733 }
734
735 /*
736  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
737  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
738  */
739 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
740 {
741         int nr = 0;
742         void *fp = page->freelist;
743         void *object = NULL;
744         unsigned long max_objects;
745
746         while (fp && nr <= page->objects) {
747                 if (fp == search)
748                         return 1;
749                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
750                         if (object) {
751                                 object_err(s, page, object,
752                                         "Freechain corrupt");
753                                 set_freepointer(s, object, NULL);
754                                 break;
755                         } else {
756                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
757                                 page->freelist = NULL;
758                                 page->inuse = page->objects;
759                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
760                                 return 0;
761                         }
762                         break;
763                 }
764                 object = fp;
765                 fp = get_freepointer(s, object);
766                 nr++;
767         }
768
769         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
770         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
771                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
772
773         if (page->objects != max_objects) {
774                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
775                         "should be %d", page->objects, max_objects);
776                 page->objects = max_objects;
777                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
778         }
779         if (page->inuse != page->objects - nr) {
780                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
781                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
782                 page->inuse = page->objects - nr;
783                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
784         }
785         return search == NULL;
786 }
787
788 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
789                                                                 int alloc)
790 {
791         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
792                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
793                         s->name,
794                         alloc ? "alloc" : "free",
795                         object, page->inuse,
796                         page->freelist);
797
798                 if (!alloc)
799                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
800
801                 dump_stack();
802         }
803 }
804
805 /*
806  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
807  */
808 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
809 {
810         spin_lock(&n->list_lock);
811         list_add(&page->lru, &n->full);
812         spin_unlock(&n->list_lock);
813 }
814
815 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
816 {
817         struct kmem_cache_node *n;
818
819         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
820                 return;
821
822         n = get_node(s, page_to_nid(page));
823
824         spin_lock(&n->list_lock);
825         list_del(&page->lru);
826         spin_unlock(&n->list_lock);
827 }
828
829 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
830 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
831 {
832         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
833
834         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
835 }
836
837 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
838 {
839         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
840 }
841
842 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
843 {
844         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
845
846         /*
847          * May be called early in order to allocate a slab for the
848          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
849          * dilemma by deferring the increment of the count during
850          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
851          */
852         if (!NUMA_BUILD || n) {
853                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
854                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
855         }
856 }
857 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
858 {
859         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
860
861         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
862         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
863 }
864
865 /* Object debug checks for alloc/free paths */
866 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
867                                                                 void *object)
868 {
869         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
870                 return;
871
872         init_object(s, object, 0);
873         init_tracking(s, object);
874 }
875
876 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
877                                         void *object, unsigned long addr)
878 {
879         if (!check_slab(s, page))
880                 goto bad;
881
882         if (!on_freelist(s, page, object)) {
883                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
884                 goto bad;
885         }
886
887         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
888                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
889                 goto bad;
890         }
891
892         if (!check_object(s, page, object, 0))
893                 goto bad;
894
895         /* Success perform special debug activities for allocs */
896         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
897                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
898         trace(s, page, object, 1);
899         init_object(s, object, 1);
900         return 1;
901
902 bad:
903         if (PageSlab(page)) {
904                 /*
905                  * If this is a slab page then lets do the best we can
906                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
907                  * as used avoids touching the remaining objects.
908                  */
909                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
910                 page->inuse = page->objects;
911                 page->freelist = NULL;
912         }
913         return 0;
914 }
915
916 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
917                                         void *object, unsigned long addr)
918 {
919         if (!check_slab(s, page))
920                 goto fail;
921
922         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
923                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
924                 goto fail;
925         }
926
927         if (on_freelist(s, page, object)) {
928                 object_err(s, page, object, "Object already free");
929                 goto fail;
930         }
931
932         if (!check_object(s, page, object, 1))
933                 return 0;
934
935         if (unlikely(s != page->slab)) {
936                 if (!PageSlab(page)) {
937                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
938                                 "outside of slab", object);
939                 } else if (!page->slab) {
940                         printk(KERN_ERR
941                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
942                                                 object);
943                         dump_stack();
944                 } else
945                         object_err(s, page, object,
946                                         "page slab pointer corrupt.");
947                 goto fail;
948         }
949
950         /* Special debug activities for freeing objects */
951         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
952                 remove_full(s, page);
953         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
954                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
955         trace(s, page, object, 0);
956         init_object(s, object, 0);
957         return 1;
958
959 fail:
960         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
961         return 0;
962 }
963
964 static int __init setup_slub_debug(char *str)
965 {
966         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
967         if (*str++ != '=' || !*str)
968                 /*
969                  * No options specified. Switch on full debugging.
970                  */
971                 goto out;
972
973         if (*str == ',')
974                 /*
975                  * No options but restriction on slabs. This means full
976                  * debugging for slabs matching a pattern.
977                  */
978                 goto check_slabs;
979
980         slub_debug = 0;
981         if (*str == '-')
982                 /*
983                  * Switch off all debugging measures.
984                  */
985                 goto out;
986
987         /*
988          * Determine which debug features should be switched on
989          */
990         for (; *str && *str != ','; str++) {
991                 switch (tolower(*str)) {
992                 case 'f':
993                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
994                         break;
995                 case 'z':
996                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
997                         break;
998                 case 'p':
999                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1000                         break;
1001                 case 'u':
1002                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1003                         break;
1004                 case 't':
1005                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1006                         break;
1007                 default:
1008                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1009                                 "unknown. skipped\n", *str);
1010                 }
1011         }
1012
1013 check_slabs:
1014         if (*str == ',')
1015                 slub_debug_slabs = str + 1;
1016 out:
1017         return 1;
1018 }
1019
1020 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1021
1022 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1023         unsigned long flags, const char *name,
1024         void (*ctor)(void *))
1025 {
1026         /*
1027          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1028          */
1029         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1030             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1031                         flags |= slub_debug;
1032
1033         return flags;
1034 }
1035 #else
1036 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1037                         struct page *page, void *object) {}
1038
1039 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1040         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1041
1042 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1043         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1044
1045 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1046                         { return 1; }
1047 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1048                         void *object, int active) { return 1; }
1049 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1050 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1051         unsigned long flags, const char *name,
1052         void (*ctor)(void *))
1053 {
1054         return flags;
1055 }
1056 #define slub_debug 0
1057
1058 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1059                                                         { return 0; }
1060 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1061                                                         { return 0; }
1062 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1063                                                         int objects) {}
1064 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1065                                                         int objects) {}
1066 #endif
1067
1068 /*
1069  * Slab allocation and freeing
1070  */
1071 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1072                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1073 {
1074         int order = oo_order(oo);
1075
1076         flags |= __GFP_NOTRACK;
1077
1078         if (node == -1)
1079                 return alloc_pages(flags, order);
1080         else
1081                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1082 }
1083
1084 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1085 {
1086         struct page *page;
1087         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1088         gfp_t alloc_gfp;
1089
1090         flags |= s->allocflags;
1091
1092         /*
1093          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1094          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1095          */
1096         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1097
1098         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1099         if (unlikely(!page)) {
1100                 oo = s->min;
1101                 /*
1102                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1103                  * Try a lower order alloc if possible
1104                  */
1105                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1106                 if (!page)
1107                         return NULL;
1108
1109                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1110         }
1111
1112         if (kmemcheck_enabled
1113                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS)))
1114         {
1115                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1116
1117                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1118
1119                 /*
1120                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1121                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1122                  */
1123                 if (s->ctor)
1124                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1125                 else
1126                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1127         }
1128
1129         page->objects = oo_objects(oo);
1130         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1131                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1132                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1133                 1 << oo_order(oo));
1134
1135         return page;
1136 }
1137
1138 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1139                                 void *object)
1140 {
1141         setup_object_debug(s, page, object);
1142         if (unlikely(s->ctor))
1143                 s->ctor(object);
1144 }
1145
1146 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1147 {
1148         struct page *page;
1149         void *start;
1150         void *last;
1151         void *p;
1152
1153         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1154
1155         page = allocate_slab(s,
1156                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1157         if (!page)
1158                 goto out;
1159
1160         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1161         page->slab = s;
1162         page->flags |= 1 << PG_slab;
1163         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1164                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1165                 __SetPageSlubDebug(page);
1166
1167         start = page_address(page);
1168
1169         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1170                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1171
1172         last = start;
1173         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1174                 setup_object(s, page, last);
1175                 set_freepointer(s, last, p);
1176                 last = p;
1177         }
1178         setup_object(s, page, last);
1179         set_freepointer(s, last, NULL);
1180
1181         page->freelist = start;
1182         page->inuse = 0;
1183 out:
1184         return page;
1185 }
1186
1187 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1188 {
1189         int order = compound_order(page);
1190         int pages = 1 << order;
1191
1192         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1193                 void *p;
1194
1195                 slab_pad_check(s, page);
1196                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1197                                                 page->objects)
1198                         check_object(s, page, p, 0);
1199                 __ClearPageSlubDebug(page);
1200         }
1201
1202         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1203
1204         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1205                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1206                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1207                 -pages);
1208
1209         __ClearPageSlab(page);
1210         reset_page_mapcount(page);
1211         if (current->reclaim_state)
1212                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1213         __free_pages(page, order);
1214 }
1215
1216 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1217 {
1218         struct page *page;
1219
1220         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1221         __free_slab(page->slab, page);
1222 }
1223
1224 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1225 {
1226         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1227                 /*
1228                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1229                  */
1230                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1231
1232                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1233         } else
1234                 __free_slab(s, page);
1235 }
1236
1237 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1238 {
1239         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1240         free_slab(s, page);
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Per slab locking using the pagelock
1245  */
1246 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1247 {
1248         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1249 }
1250
1251 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1252 {
1253         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1254 }
1255
1256 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1257 {
1258         int rc = 1;
1259
1260         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1261         return rc;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Management of partially allocated slabs
1266  */
1267 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1268                                 struct page *page, int tail)
1269 {
1270         spin_lock(&n->list_lock);
1271         n->nr_partial++;
1272         if (tail)
1273                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1274         else
1275                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1276         spin_unlock(&n->list_lock);
1277 }
1278
1279 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1280 {
1281         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1282
1283         spin_lock(&n->list_lock);
1284         list_del(&page->lru);
1285         n->nr_partial--;
1286         spin_unlock(&n->list_lock);
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Lock slab and remove from the partial list.
1291  *
1292  * Must hold list_lock.
1293  */
1294 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1295                                                         struct page *page)
1296 {
1297         if (slab_trylock(page)) {
1298                 list_del(&page->lru);
1299                 n->nr_partial--;
1300                 __SetPageSlubFrozen(page);
1301                 return 1;
1302         }
1303         return 0;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1308  */
1309 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1310 {
1311         struct page *page;
1312
1313         /*
1314          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1315          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1316          * partial slab and there is none available then get_partials()
1317          * will return NULL.
1318          */
1319         if (!n || !n->nr_partial)
1320                 return NULL;
1321
1322         spin_lock(&n->list_lock);
1323         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1324                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1325                         goto out;
1326         page = NULL;
1327 out:
1328         spin_unlock(&n->list_lock);
1329         return page;
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1334  */
1335 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1336 {
1337 #ifdef CONFIG_NUMA
1338         struct zonelist *zonelist;
1339         struct zoneref *z;
1340         struct zone *zone;
1341         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1342         struct page *page;
1343
1344         /*
1345          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1346          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1347          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1348          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1349          *
1350          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1351          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1352          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1353          * from other nodes and filled up.
1354          *
1355          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1356          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1357          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1358          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1359          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1360          * with available objects.
1361          */
1362         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1363                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1364                 return NULL;
1365
1366         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1367         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1368                 struct kmem_cache_node *n;
1369
1370                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1371
1372                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1373                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1374                         page = get_partial_node(n);
1375                         if (page)
1376                                 return page;
1377                 }
1378         }
1379 #endif
1380         return NULL;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * Get a partial page, lock it and return it.
1385  */
1386 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1387 {
1388         struct page *page;
1389         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1390
1391         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1392         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1393                 return page;
1394
1395         return get_any_partial(s, flags);
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Move a page back to the lists.
1400  *
1401  * Must be called with the slab lock held.
1402  *
1403  * On exit the slab lock will have been dropped.
1404  */
1405 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1406 {
1407         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1408         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1409
1410         __ClearPageSlubFrozen(page);
1411         if (page->inuse) {
1412
1413                 if (page->freelist) {
1414                         add_partial(n, page, tail);
1415                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1416                 } else {
1417                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1418                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1419                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1420                                 add_full(n, page);
1421                 }
1422                 slab_unlock(page);
1423         } else {
1424                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1425                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1426                         /*
1427                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1428                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1429                          * to come after the other slabs with objects in
1430                          * so that the others get filled first. That way the
1431                          * size of the partial list stays small.
1432                          *
1433                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1434                          * the partial list.
1435                          */
1436                         add_partial(n, page, 1);
1437                         slab_unlock(page);
1438                 } else {
1439                         slab_unlock(page);
1440                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1441                         discard_slab(s, page);
1442                 }
1443         }
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Remove the cpu slab
1448  */
1449 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1450 {
1451         struct page *page = c->page;
1452         int tail = 1;
1453
1454         if (page->freelist)
1455                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1456         /*
1457          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1458          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1459          * to occur.
1460          */
1461         while (unlikely(c->freelist)) {
1462                 void **object;
1463
1464                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1465
1466                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1467                 object = c->freelist;
1468                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1469
1470                 /* And put onto the regular freelist */
1471                 object[c->offset] = page->freelist;
1472                 page->freelist = object;
1473                 page->inuse--;
1474         }
1475         c->page = NULL;
1476         unfreeze_slab(s, page, tail);
1477 }
1478
1479 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1480 {
1481         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1482         slab_lock(c->page);
1483         deactivate_slab(s, c);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Flush cpu slab.
1488  *
1489  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1490  */
1491 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1492 {
1493         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1494
1495         if (likely(c && c->page))
1496                 flush_slab(s, c);
1497 }
1498
1499 static void flush_cpu_slab(void *d)
1500 {
1501         struct kmem_cache *s = d;
1502
1503         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1504 }
1505
1506 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1507 {
1508         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1513  * locality expectations.
1514  */
1515 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1516 {
1517 #ifdef CONFIG_NUMA
1518         if (node != -1 && c->node != node)
1519                 return 0;
1520 #endif
1521         return 1;
1522 }
1523
1524 static int count_free(struct page *page)
1525 {
1526         return page->objects - page->inuse;
1527 }
1528
1529 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1530                                         int (*get_count)(struct page *))
1531 {
1532         unsigned long flags;
1533         unsigned long x = 0;
1534         struct page *page;
1535
1536         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1537         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1538                 x += get_count(page);
1539         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1540         return x;
1541 }
1542
1543 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1544 {
1545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1546         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1547 #else
1548         return 0;
1549 #endif
1550 }
1551
1552 static noinline void
1553 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1554 {
1555         int node;
1556
1557         printk(KERN_WARNING
1558                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1559                 nid, gfpflags);
1560         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1561                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1562                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1563
1564         for_each_online_node(node) {
1565                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1566                 unsigned long nr_slabs;
1567                 unsigned long nr_objs;
1568                 unsigned long nr_free;
1569
1570                 if (!n)
1571                         continue;
1572
1573                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1574                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1575                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1576
1577                 printk(KERN_WARNING
1578                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1579                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1580         }
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1585  * debugging duties.
1586  *
1587  * Interrupts are disabled.
1588  *
1589  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1590  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1591  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1592  *
1593  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1594  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1595  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1596  *
1597  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1598  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1599  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1600  */
1601 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1602                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1603 {
1604         void **object;
1605         struct page *new;
1606
1607         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1608         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1609
1610         if (!c->page)
1611                 goto new_slab;
1612
1613         slab_lock(c->page);
1614         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1615                 goto another_slab;
1616
1617         stat(c, ALLOC_REFILL);
1618
1619 load_freelist:
1620         object = c->page->freelist;
1621         if (unlikely(!object))
1622                 goto another_slab;
1623         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1624                 goto debug;
1625
1626         c->freelist = object[c->offset];
1627         c->page->inuse = c->page->objects;
1628         c->page->freelist = NULL;
1629         c->node = page_to_nid(c->page);
1630 unlock_out:
1631         slab_unlock(c->page);
1632         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1633         return object;
1634
1635 another_slab:
1636         deactivate_slab(s, c);
1637
1638 new_slab:
1639         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1640         if (new) {
1641                 c->page = new;
1642                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1643                 goto load_freelist;
1644         }
1645
1646         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1647                 local_irq_enable();
1648
1649         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1650
1651         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1652                 local_irq_disable();
1653
1654         if (new) {
1655                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1656                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1657                 if (c->page)
1658                         flush_slab(s, c);
1659                 slab_lock(new);
1660                 __SetPageSlubFrozen(new);
1661                 c->page = new;
1662                 goto load_freelist;
1663         }
1664         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1665                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1666         return NULL;
1667 debug:
1668         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1669                 goto another_slab;
1670
1671         c->page->inuse++;
1672         c->page->freelist = object[c->offset];
1673         c->node = -1;
1674         goto unlock_out;
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1679  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1680  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1681  *
1682  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1683  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1684  *
1685  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1686  */
1687 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1688                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1689 {
1690         void **object;
1691         struct kmem_cache_cpu *c;
1692         unsigned long flags;
1693         unsigned int objsize;
1694
1695         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1696
1697         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1698         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1699
1700         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1701                 return NULL;
1702
1703         local_irq_save(flags);
1704         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1705         objsize = c->objsize;
1706         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1707
1708                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1709
1710         else {
1711                 object = c->freelist;
1712                 c->freelist = object[c->offset];
1713                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1714         }
1715         local_irq_restore(flags);
1716
1717         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1718                 memset(object, 0, objsize);
1719
1720         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1721         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1722
1723         return object;
1724 }
1725
1726 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1727 {
1728         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1729
1730         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1731
1732         return ret;
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1735
1736 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1737 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1738 {
1739         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1740 }
1741 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1742 #endif
1743
1744 #ifdef CONFIG_NUMA
1745 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1746 {
1747         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1748
1749         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1750                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1751
1752         return ret;
1753 }
1754 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1755 #endif
1756
1757 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1758 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1759                                     gfp_t gfpflags,
1760                                     int node)
1761 {
1762         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1763 }
1764 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1765 #endif
1766
1767 /*
1768  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1769  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1770  *
1771  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1772  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1773  * handling required then we can return immediately.
1774  */
1775 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1776                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1777 {
1778         void *prior;
1779         void **object = (void *)x;
1780         struct kmem_cache_cpu *c;
1781
1782         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1783         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1784         slab_lock(page);
1785
1786         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1787                 goto debug;
1788
1789 checks_ok:
1790         prior = object[offset] = page->freelist;
1791         page->freelist = object;
1792         page->inuse--;
1793
1794         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1795                 stat(c, FREE_FROZEN);
1796                 goto out_unlock;
1797         }
1798
1799         if (unlikely(!page->inuse))
1800                 goto slab_empty;
1801
1802         /*
1803          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1804          * then add it.
1805          */
1806         if (unlikely(!prior)) {
1807                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1808                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1809         }
1810
1811 out_unlock:
1812         slab_unlock(page);
1813         return;
1814
1815 slab_empty:
1816         if (prior) {
1817                 /*
1818                  * Slab still on the partial list.
1819                  */
1820                 remove_partial(s, page);
1821                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1822         }
1823         slab_unlock(page);
1824         stat(c, FREE_SLAB);
1825         discard_slab(s, page);
1826         return;
1827
1828 debug:
1829         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1830                 goto out_unlock;
1831         goto checks_ok;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1836  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1837  *
1838  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1839  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1840  * the item before.
1841  *
1842  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1843  * with all sorts of special processing.
1844  */
1845 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1846                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1847 {
1848         void **object = (void *)x;
1849         struct kmem_cache_cpu *c;
1850         unsigned long flags;
1851
1852         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1853         local_irq_save(flags);
1854         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1855         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1856         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1857         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1858                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1859         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1860                 object[c->offset] = c->freelist;
1861                 c->freelist = object;
1862                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1863         } else
1864                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1865
1866         local_irq_restore(flags);
1867 }
1868
1869 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1870 {
1871         struct page *page;
1872
1873         page = virt_to_head_page(x);
1874
1875         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1876
1877         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1878 }
1879 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1880
1881 /* Figure out on which slab page the object resides */
1882 static struct page *get_object_page(const void *x)
1883 {
1884         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1885
1886         if (!PageSlab(page))
1887                 return NULL;
1888
1889         return page;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1894  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1895  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1896  * another.
1897  *
1898  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1899  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1900  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1901  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1902  * locking overhead.
1903  */
1904
1905 /*
1906  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1907  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1908  * and increases the number of allocations possible without having to
1909  * take the list_lock.
1910  */
1911 static int slub_min_order;
1912 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1913 static int slub_min_objects;
1914
1915 /*
1916  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1917  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1918  */
1919 static int slub_nomerge;
1920
1921 /*
1922  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1923  *
1924  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1925  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1926  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1927  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1928  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1929  * would be wasted.
1930  *
1931  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1932  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1933  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1934  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1935  *
1936  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1937  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1938  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1939  * of space in favor of a small page order.
1940  *
1941  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1942  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1943  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1944  * the smallest order which will fit the object.
1945  */
1946 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1947                                 int max_order, int fract_leftover)
1948 {
1949         int order;
1950         int rem;
1951         int min_order = slub_min_order;
1952
1953         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1954                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1955
1956         for (order = max(min_order,
1957                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1958                         order <= max_order; order++) {
1959
1960                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1961
1962                 if (slab_size < min_objects * size)
1963                         continue;
1964
1965                 rem = slab_size % size;
1966
1967                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1968                         break;
1969
1970         }
1971
1972         return order;
1973 }
1974
1975 static inline int calculate_order(int size)
1976 {
1977         int order;
1978         int min_objects;
1979         int fraction;
1980         int max_objects;
1981
1982         /*
1983          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1984          * works by first attempting to generate a layout with
1985          * the best configuration and backing off gradually.
1986          *
1987          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1988          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1989          */
1990         min_objects = slub_min_objects;
1991         if (!min_objects)
1992                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1993         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1994         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1995
1996         while (min_objects > 1) {
1997                 fraction = 16;
1998                 while (fraction >= 4) {
1999                         order = slab_order(size, min_objects,
2000                                                 slub_max_order, fraction);
2001                         if (order <= slub_max_order)
2002                                 return order;
2003                         fraction /= 2;
2004                 }
2005                 min_objects --;
2006         }
2007
2008         /*
2009          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2010          * lets see if we can place a single object there.
2011          */
2012         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2013         if (order <= slub_max_order)
2014                 return order;
2015
2016         /*
2017          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2018          */
2019         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2020         if (order < MAX_ORDER)
2021                 return order;
2022         return -ENOSYS;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2027  */
2028 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2029                 unsigned long align, unsigned long size)
2030 {
2031         /*
2032          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2033          * suggestion if the object is sufficiently large.
2034          *
2035          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2036          * alignment though. If that is greater then use it.
2037          */
2038         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2039                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2040                 while (size <= ralign / 2)
2041                         ralign /= 2;
2042                 align = max(align, ralign);
2043         }
2044
2045         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2046                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2047
2048         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2049 }
2050
2051 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2052                         struct kmem_cache_cpu *c)
2053 {
2054         c->page = NULL;
2055         c->freelist = NULL;
2056         c->node = 0;
2057         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2058         c->objsize = s->objsize;
2059 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2060         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2061 #endif
2062 }
2063
2064 static void
2065 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2066 {
2067         n->nr_partial = 0;
2068         spin_lock_init(&n->list_lock);
2069         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2070 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2071         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2072         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2073         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2074 #endif
2075 }
2076
2077 #ifdef CONFIG_SMP
2078 /*
2079  * Per cpu array for per cpu structures.
2080  *
2081  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2082  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2083  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2084  * beneficial for the kmalloc caches.
2085  *
2086  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2087  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2088  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2089  *
2090  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2091  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2092  */
2093 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2094
2095 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
2096                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
2097
2098 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2099 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2100
2101 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2102                                                         int cpu, gfp_t flags)
2103 {
2104         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2105
2106         if (c)
2107                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2108                                 (void *)c->freelist;
2109         else {
2110                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2111                 c = kmalloc_node(
2112                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2113                         flags, cpu_to_node(cpu));
2114                 if (!c)
2115                         return NULL;
2116         }
2117
2118         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2119         return c;
2120 }
2121
2122 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2123 {
2124         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2125                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2126                 kfree(c);
2127                 return;
2128         }
2129         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2130         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2131 }
2132
2133 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2134 {
2135         int cpu;
2136
2137         for_each_online_cpu(cpu) {
2138                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2139
2140                 if (c) {
2141                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2142                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2143                 }
2144         }
2145 }
2146
2147 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2148 {
2149         int cpu;
2150
2151         for_each_online_cpu(cpu) {
2152                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2153
2154                 if (c)
2155                         continue;
2156
2157                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2158                 if (!c) {
2159                         free_kmem_cache_cpus(s);
2160                         return 0;
2161                 }
2162                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2163         }
2164         return 1;
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Initialize the per cpu array.
2169  */
2170 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2171 {
2172         int i;
2173
2174         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2175                 return;
2176
2177         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2178                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2179
2180         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2181 }
2182
2183 static void __init init_alloc_cpu(void)
2184 {
2185         int cpu;
2186
2187         for_each_online_cpu(cpu)
2188                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2189   }
2190
2191 #else
2192 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2193 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2194
2195 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2196 {
2197         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2198         return 1;
2199 }
2200 #endif
2201
2202 #ifdef CONFIG_NUMA
2203 /*
2204  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2205  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2206  * possible.
2207  *
2208  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2209  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2210  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2211  */
2212 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2213 {
2214         struct page *page;
2215         struct kmem_cache_node *n;
2216         unsigned long flags;
2217
2218         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2219
2220         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2221
2222         BUG_ON(!page);
2223         if (page_to_nid(page) != node) {
2224                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2225                                 "node %d\n", node);
2226                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2227                                 "in order to be able to continue\n");
2228         }
2229
2230         n = page->freelist;
2231         BUG_ON(!n);
2232         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2233         page->inuse++;
2234         kmalloc_caches->node[node] = n;
2235 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2236         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2237         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2238 #endif
2239         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2240         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2241
2242         /*
2243          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2244          * so even though there cannot be a race this early in
2245          * the boot sequence, we still disable irqs.
2246          */
2247         local_irq_save(flags);
2248         add_partial(n, page, 0);
2249         local_irq_restore(flags);
2250 }
2251
2252 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2253 {
2254         int node;
2255
2256         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2257                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2258                 if (n && n != &s->local_node)
2259                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2260                 s->node[node] = NULL;
2261         }
2262 }
2263
2264 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2265 {
2266         int node;
2267         int local_node;
2268
2269         if (slab_state >= UP)
2270                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2271         else
2272                 local_node = 0;
2273
2274         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2275                 struct kmem_cache_node *n;
2276
2277                 if (local_node == node)
2278                         n = &s->local_node;
2279                 else {
2280                         if (slab_state == DOWN) {
2281                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2282                                 continue;
2283                         }
2284                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2285                                                         gfpflags, node);
2286
2287                         if (!n) {
2288                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2289                                 return 0;
2290                         }
2291
2292                 }
2293                 s->node[node] = n;
2294                 init_kmem_cache_node(n, s);
2295         }
2296         return 1;
2297 }
2298 #else
2299 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2300 {
2301 }
2302
2303 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2304 {
2305         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2306         return 1;
2307 }
2308 #endif
2309
2310 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2311 {
2312         if (min < MIN_PARTIAL)
2313                 min = MIN_PARTIAL;
2314         else if (min > MAX_PARTIAL)
2315                 min = MAX_PARTIAL;
2316         s->min_partial = min;
2317 }
2318
2319 /*
2320  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2321  * a slab object.
2322  */
2323 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2324 {
2325         unsigned long flags = s->flags;
2326         unsigned long size = s->objsize;
2327         unsigned long align = s->align;
2328         int order;
2329
2330         /*
2331          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2332          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2333          * the possible location of the free pointer.
2334          */
2335         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2336
2337 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2338         /*
2339          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2340          * the slab may touch the object after free or before allocation
2341          * then we should never poison the object itself.
2342          */
2343         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2344                         !s->ctor)
2345                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2346         else
2347                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2348
2349
2350         /*
2351          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2352          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2353          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2354          */
2355         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2356                 size += sizeof(void *);
2357 #endif
2358
2359         /*
2360          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2361          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2362          */
2363         s->inuse = size;
2364
2365         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2366                 s->ctor)) {
2367                 /*
2368                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2369                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2370                  * kmem_cache_free.
2371                  *
2372                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2373                  * destructor or are poisoning the objects.
2374                  */
2375                 s->offset = size;
2376                 size += sizeof(void *);
2377         }
2378
2379 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2380         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2381                 /*
2382                  * Need to store information about allocs and frees after
2383                  * the object.
2384                  */
2385                 size += 2 * sizeof(struct track);
2386
2387         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2388                 /*
2389                  * Add some empty padding so that we can catch
2390                  * overwrites from earlier objects rather than let
2391                  * tracking information or the free pointer be
2392                  * corrupted if a user writes before the start
2393                  * of the object.
2394                  */
2395                 size += sizeof(void *);
2396 #endif
2397
2398         /*
2399          * Determine the alignment based on various parameters that the
2400          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2401          * on bootup.
2402          */
2403         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2404
2405         /*
2406          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2407          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2408          * each object to conform to the alignment.
2409          */
2410         size = ALIGN(size, align);
2411         s->size = size;
2412         if (forced_order >= 0)
2413                 order = forced_order;
2414         else
2415                 order = calculate_order(size);
2416
2417         if (order < 0)
2418                 return 0;
2419
2420         s->allocflags = 0;
2421         if (order)
2422                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2423
2424         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2425                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2426
2427         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2428                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2429
2430         /*
2431          * Determine the number of objects per slab
2432          */
2433         s->oo = oo_make(order, size);
2434         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2435         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2436                 s->max = s->oo;
2437
2438         return !!oo_objects(s->oo);
2439
2440 }
2441
2442 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2443                 const char *name, size_t size,
2444                 size_t align, unsigned long flags,
2445                 void (*ctor)(void *))
2446 {
2447         memset(s, 0, kmem_size);
2448         s->name = name;
2449         s->ctor = ctor;
2450         s->objsize = size;
2451         s->align = align;
2452         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2453
2454         if (!calculate_sizes(s, -1))
2455                 goto error;
2456
2457         /*
2458          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2459          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2460          */
2461         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2462         s->refcount = 1;
2463 #ifdef CONFIG_NUMA
2464         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2465 #endif
2466         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2467                 goto error;
2468
2469         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2470                 return 1;
2471         free_kmem_cache_nodes(s);
2472 error:
2473         if (flags & SLAB_PANIC)
2474                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2475                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2476                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2477                         s->offset, flags);
2478         return 0;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Check if a given pointer is valid
2483  */
2484 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2485 {
2486         struct page *page;
2487
2488         page = get_object_page(object);
2489
2490         if (!page || s != page->slab)
2491                 /* No slab or wrong slab */
2492                 return 0;
2493
2494         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2495                 return 0;
2496
2497         /*
2498          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2499          * But this would be too expensive and it seems that the main
2500          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2501          * to a certain slab.
2502          */
2503         return 1;
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2506
2507 /*
2508  * Determine the size of a slab object
2509  */
2510 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2511 {
2512         return s->objsize;
2513 }
2514 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2515
2516 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2517 {
2518         return s->name;
2519 }
2520 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2521
2522 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2523                                                         const char *text)
2524 {
2525 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2526         void *addr = page_address(page);
2527         void *p;
2528         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2529
2530         bitmap_zero(map, page->objects);
2531         slab_err(s, page, "%s", text);
2532         slab_lock(page);
2533         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2534                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2535
2536         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2537
2538                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2539                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2540                                                         p, p - addr);
2541                         print_tracking(s, p);
2542                 }
2543         }
2544         slab_unlock(page);
2545 #endif
2546 }
2547
2548 /*
2549  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2550  */
2551 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2552 {
2553         unsigned long flags;
2554         struct page *page, *h;
2555
2556         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2557         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2558                 if (!page->inuse) {
2559                         list_del(&page->lru);
2560                         discard_slab(s, page);
2561                         n->nr_partial--;
2562                 } else {
2563                         list_slab_objects(s, page,
2564                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2565                 }
2566         }
2567         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Release all resources used by a slab cache.
2572  */
2573 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2574 {
2575         int node;
2576
2577         flush_all(s);
2578
2579         /* Attempt to free all objects */
2580         free_kmem_cache_cpus(s);
2581         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2582                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2583
2584                 free_partial(s, n);
2585                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2586                         return 1;
2587         }
2588         free_kmem_cache_nodes(s);
2589         return 0;
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2594  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2595  */
2596 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2597 {
2598         down_write(&slub_lock);
2599         s->refcount--;
2600         if (!s->refcount) {
2601                 list_del(&s->list);
2602                 up_write(&slub_lock);
2603                 if (kmem_cache_close(s)) {
2604                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2605                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2606                         dump_stack();
2607                 }
2608                 sysfs_slab_remove(s);
2609         } else
2610                 up_write(&slub_lock);
2611 }
2612 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2613
2614 /********************************************************************
2615  *              Kmalloc subsystem
2616  *******************************************************************/
2617
2618 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2619 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2620
2621 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2622 {
2623         get_option(&str, &slub_min_order);
2624
2625         return 1;
2626 }
2627
2628 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2629
2630 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2631 {
2632         get_option(&str, &slub_max_order);
2633         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2634
2635         return 1;
2636 }
2637
2638 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2639
2640 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2641 {
2642         get_option(&str, &slub_min_objects);
2643
2644         return 1;
2645 }
2646
2647 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2648
2649 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2650 {
2651         slub_nomerge = 1;
2652         return 1;
2653 }
2654
2655 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2656
2657 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2658                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2659 {
2660         unsigned int flags = 0;
2661
2662         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2663                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2664
2665         /*
2666          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2667          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2668          */
2669         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2670                                                                 flags, NULL))
2671                 goto panic;
2672
2673         list_add(&s->list, &slab_caches);
2674
2675         if (sysfs_slab_add(s))
2676                 goto panic;
2677         return s;
2678
2679 panic:
2680         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2681 }
2682
2683 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2684 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2685
2686 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2687 {
2688         struct kmem_cache *s;
2689
2690         down_write(&slub_lock);
2691         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2692                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2693                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2694                         sysfs_slab_add(s);
2695                 }
2696         }
2697         up_write(&slub_lock);
2698 }
2699
2700 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2701
2702 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2703 {
2704         struct kmem_cache *s;
2705         char *text;
2706         size_t realsize;
2707         unsigned long slabflags;
2708
2709         s = kmalloc_caches_dma[index];
2710         if (s)
2711                 return s;
2712
2713         /* Dynamically create dma cache */
2714         if (flags & __GFP_WAIT)
2715                 down_write(&slub_lock);
2716         else {
2717                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2718                         goto out;
2719         }
2720
2721         if (kmalloc_caches_dma[index])
2722                 goto unlock_out;
2723
2724         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2725         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2726                          (unsigned int)realsize);
2727         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2728
2729         /*
2730          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2731          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2732          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2733          * adding all existing slabs to sysfs.
2734          */
2735         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2736         if (slab_state >= SYSFS)
2737                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2738
2739         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2740                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2741                 kfree(s);
2742                 kfree(text);
2743                 goto unlock_out;
2744         }
2745
2746         list_add(&s->list, &slab_caches);
2747         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2748
2749         if (slab_state >= SYSFS)
2750                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2751
2752 unlock_out:
2753         up_write(&slub_lock);
2754 out:
2755         return kmalloc_caches_dma[index];
2756 }
2757 #endif
2758
2759 /*
2760  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2761  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2762  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2763  * fls.
2764  */
2765 static s8 size_index[24] = {
2766         3,      /* 8 */
2767         4,      /* 16 */
2768         5,      /* 24 */
2769         5,      /* 32 */
2770         6,      /* 40 */
2771         6,      /* 48 */
2772         6,      /* 56 */
2773         6,      /* 64 */
2774         1,      /* 72 */
2775         1,      /* 80 */
2776         1,      /* 88 */
2777         1,      /* 96 */
2778         7,      /* 104 */
2779         7,      /* 112 */
2780         7,      /* 120 */
2781         7,      /* 128 */
2782         2,      /* 136 */
2783         2,      /* 144 */
2784         2,      /* 152 */
2785         2,      /* 160 */
2786         2,      /* 168 */
2787         2,      /* 176 */
2788         2,      /* 184 */
2789         2       /* 192 */
2790 };
2791
2792 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2793 {
2794         int index;
2795
2796         if (size <= 192) {
2797                 if (!size)
2798                         return ZERO_SIZE_PTR;
2799
2800                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2801         } else
2802                 index = fls(size - 1);
2803
2804 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2805         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2806                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2807
2808 #endif
2809         return &kmalloc_caches[index];
2810 }
2811
2812 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2813 {
2814         struct kmem_cache *s;
2815         void *ret;
2816
2817         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2818                 return kmalloc_large(size, flags);
2819
2820         s = get_slab(size, flags);
2821
2822         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2823                 return s;
2824
2825         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2826
2827         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2828
2829         return ret;
2830 }
2831 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2832
2833 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2834 {
2835         struct page *page;
2836
2837         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2838         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2839         if (page)
2840                 return page_address(page);
2841         else
2842                 return NULL;
2843 }
2844
2845 #ifdef CONFIG_NUMA
2846 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2847 {
2848         struct kmem_cache *s;
2849         void *ret;
2850
2851         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2852                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2853
2854                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2855                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2856                                    flags, node);
2857
2858                 return ret;
2859         }
2860
2861         s = get_slab(size, flags);
2862
2863         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2864                 return s;
2865
2866         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2867
2868         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2869
2870         return ret;
2871 }
2872 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2873 #endif
2874
2875 size_t ksize(const void *object)
2876 {
2877         struct page *page;
2878         struct kmem_cache *s;
2879
2880         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2881                 return 0;
2882
2883         page = virt_to_head_page(object);
2884
2885         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2886                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2887                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2888         }
2889         s = page->slab;
2890
2891 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2892         /*
2893          * Debugging requires use of the padding between object
2894          * and whatever may come after it.
2895          */
2896         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2897                 return s->objsize;
2898
2899 #endif
2900         /*
2901          * If we have the need to store the freelist pointer
2902          * back there or track user information then we can
2903          * only use the space before that information.
2904          */
2905         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2906                 return s->inuse;
2907         /*
2908          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2909          */
2910         return s->size;
2911 }
2912 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2913
2914 void kfree(const void *x)
2915 {
2916         struct page *page;
2917         void *object = (void *)x;
2918
2919         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2920
2921         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2922                 return;
2923
2924         page = virt_to_head_page(x);
2925         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2926                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2927                 put_page(page);
2928                 return;
2929         }
2930         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2933
2934 /*
2935  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2936  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2937  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2938  * and thus they can be removed from the partial lists.
2939  *
2940  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2941  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2942  * are freed in them.
2943  */
2944 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2945 {
2946         int node;
2947         int i;
2948         struct kmem_cache_node *n;
2949         struct page *page;
2950         struct page *t;
2951         int objects = oo_objects(s->max);
2952         struct list_head *slabs_by_inuse =
2953                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2954         unsigned long flags;
2955
2956         if (!slabs_by_inuse)
2957                 return -ENOMEM;
2958
2959         flush_all(s);
2960         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2961                 n = get_node(s, node);
2962
2963                 if (!n->nr_partial)
2964                         continue;
2965
2966                 for (i = 0; i < objects; i++)
2967                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2968
2969                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2970
2971                 /*
2972                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2973                  *
2974                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2975                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2976                  */
2977                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2978                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2979                                 /*
2980                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2981                                  * may have freed the last object and be
2982                                  * waiting to release the slab.
2983                                  */
2984                                 list_del(&page->lru);
2985                                 n->nr_partial--;
2986                                 slab_unlock(page);
2987                                 discard_slab(s, page);
2988                         } else {
2989                                 list_move(&page->lru,
2990                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2991                         }
2992                 }
2993
2994                 /*
2995                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2996                  * first and the least used slabs at the end.
2997                  */
2998                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2999                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3000
3001                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3002         }
3003
3004         kfree(slabs_by_inuse);
3005         return 0;
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3008
3009 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3010 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3011 {
3012         struct kmem_cache *s;
3013
3014         down_read(&slub_lock);
3015         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3016                 kmem_cache_shrink(s);
3017         up_read(&slub_lock);
3018
3019         return 0;
3020 }
3021
3022 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3023 {
3024         struct kmem_cache_node *n;
3025         struct kmem_cache *s;
3026         struct memory_notify *marg = arg;
3027         int offline_node;
3028
3029         offline_node = marg->status_change_nid;
3030
3031         /*
3032          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3033          * for it yet.
3034          */
3035         if (offline_node < 0)
3036                 return;
3037
3038         down_read(&slub_lock);
3039         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3040                 n = get_node(s, offline_node);
3041                 if (n) {
3042                         /*
3043                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3044                          * that is going down. We were unable to free them,
3045                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3046                          * callback. So, we must fail.
3047                          */
3048                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3049
3050                         s->node[offline_node] = NULL;
3051                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3052                 }
3053         }
3054         up_read(&slub_lock);
3055 }
3056
3057 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3058 {
3059         struct kmem_cache_node *n;
3060         struct kmem_cache *s;
3061         struct memory_notify *marg = arg;
3062         int nid = marg->status_change_nid;
3063         int ret = 0;
3064
3065         /*
3066          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3067          * already created. Nothing to do.
3068          */
3069         if (nid < 0)
3070                 return 0;
3071
3072         /*
3073          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3074          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3075          * online.
3076          */
3077         down_read(&slub_lock);
3078         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3079                 /*
3080                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3081                  *      since memory is not yet available from the node that
3082                  *      is brought up.
3083                  */
3084                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3085                 if (!n) {
3086                         ret = -ENOMEM;
3087                         goto out;
3088                 }
3089                 init_kmem_cache_node(n, s);
3090                 s->node[nid] = n;
3091         }
3092 out:
3093         up_read(&slub_lock);
3094         return ret;
3095 }
3096
3097 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3098                                 unsigned long action, void *arg)
3099 {
3100         int ret = 0;
3101
3102         switch (action) {
3103         case MEM_GOING_ONLINE:
3104                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3105                 break;
3106         case MEM_GOING_OFFLINE:
3107                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3108                 break;
3109         case MEM_OFFLINE:
3110         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3111                 slab_mem_offline_callback(arg);
3112                 break;
3113         case MEM_ONLINE:
3114         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3115                 break;
3116         }
3117         if (ret)
3118                 ret = notifier_from_errno(ret);
3119         else
3120                 ret = NOTIFY_OK;
3121         return ret;
3122 }
3123
3124 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3125
3126 /********************************************************************
3127  *                      Basic setup of slabs
3128  *******************************************************************/
3129
3130 void __init kmem_cache_init(void)
3131 {
3132         int i;
3133         int caches = 0;
3134
3135         init_alloc_cpu();
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA
3138         /*
3139          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3140          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3141          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3142          */
3143         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3144                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3145         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3146         caches++;
3147
3148         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3149 #endif
3150
3151         /* Able to allocate the per node structures */
3152         slab_state = PARTIAL;
3153
3154         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3155         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3156                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3157                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3158                 caches++;
3159                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3160                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3161                 caches++;
3162         }
3163
3164         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3165                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3166                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3167                 caches++;
3168         }
3169
3170
3171         /*
3172          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3173          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3174          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3175          *
3176          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3177          * handle the index determination for the smaller caches.
3178          *
3179          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3180          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3181          */
3182         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3183                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3184
3185         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3186                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3187
3188         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3189                 /*
3190                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3191                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3192                  * instead.
3193                  */
3194                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3195                         size_index[(i - 1) / 8] = 8;
3196         }
3197
3198         slab_state = UP;
3199
3200         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3201         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3202                 kmalloc_caches[i]. name =
3203                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3204
3205 #ifdef CONFIG_SMP
3206         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3207         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3208                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3209 #else
3210         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3211 #endif
3212
3213         printk(KERN_INFO
3214                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3215                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3216                 caches, cache_line_size(),
3217                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3218                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3219 }
3220
3221 void __init kmem_cache_init_late(void)
3222 {
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Find a mergeable slab cache
3227  */
3228 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3229 {
3230         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3231                 return 1;
3232
3233         if (s->ctor)
3234                 return 1;
3235
3236         /*
3237          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3238          */
3239         if (s->refcount < 0)
3240                 return 1;
3241
3242         return 0;
3243 }
3244
3245 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3246                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3247                 void (*ctor)(void *))
3248 {
3249         struct kmem_cache *s;
3250
3251         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3252                 return NULL;
3253
3254         if (ctor)
3255                 return NULL;
3256
3257         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3258         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3259         size = ALIGN(size, align);
3260         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3261
3262         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3263                 if (slab_unmergeable(s))
3264                         continue;
3265
3266                 if (size > s->size)
3267                         continue;
3268
3269                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3270                                 continue;
3271                 /*
3272                  * Check if alignment is compatible.
3273                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3274                  */
3275                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3276                         continue;
3277
3278                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3279                         continue;
3280
3281                 return s;
3282         }
3283         return NULL;
3284 }
3285
3286 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3287                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3288 {
3289         struct kmem_cache *s;
3290
3291         down_write(&slub_lock);
3292         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3293         if (s) {
3294                 int cpu;
3295
3296                 s->refcount++;
3297                 /*
3298                  * Adjust the object sizes so that we clear
3299                  * the complete object on kzalloc.
3300                  */
3301                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3302
3303                 /*
3304                  * And then we need to update the object size in the
3305                  * per cpu structures
3306                  */
3307                 for_each_online_cpu(cpu)
3308                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3309
3310                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3311                 up_write(&slub_lock);
3312
3313                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3314                         down_write(&slub_lock);
3315                         s->refcount--;
3316                         up_write(&slub_lock);
3317                         goto err;
3318                 }
3319                 return s;
3320         }
3321
3322         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3323         if (s) {
3324                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3325                                 size, align, flags, ctor)) {
3326                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3327                         up_write(&slub_lock);
3328                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3329                                 down_write(&slub_lock);
3330                                 list_del(&s->list);
3331                                 up_write(&slub_lock);
3332                                 kfree(s);
3333                                 goto err;
3334                         }
3335                         return s;
3336                 }
3337                 kfree(s);
3338         }
3339         up_write(&slub_lock);
3340
3341 err:
3342         if (flags & SLAB_PANIC)
3343                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3344         else
3345                 s = NULL;
3346         return s;
3347 }
3348 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3349
3350 #ifdef CONFIG_SMP
3351 /*
3352  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3353  * necessary.
3354  */
3355 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3356                 unsigned long action, void *hcpu)
3357 {
3358         long cpu = (long)hcpu;
3359         struct kmem_cache *s;
3360         unsigned long flags;
3361
3362         switch (action) {
3363         case CPU_UP_PREPARE:
3364         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3365                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3366                 down_read(&slub_lock);
3367                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3368                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3369                                                         GFP_KERNEL);
3370                 up_read(&slub_lock);
3371                 break;
3372
3373         case CPU_UP_CANCELED:
3374         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3375         case CPU_DEAD:
3376         case CPU_DEAD_FROZEN:
3377                 down_read(&slub_lock);
3378                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3379                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3380
3381                         local_irq_save(flags);
3382                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3383                         local_irq_restore(flags);
3384                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3385                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3386                 }
3387                 up_read(&slub_lock);
3388                 break;
3389         default:
3390                 break;
3391         }
3392         return NOTIFY_OK;
3393 }
3394
3395 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3396         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3397 };
3398
3399 #endif
3400
3401 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3402 {
3403         struct kmem_cache *s;
3404         void *ret;
3405
3406         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3407                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3408
3409         s = get_slab(size, gfpflags);
3410
3411         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3412                 return s;
3413
3414         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3415
3416         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3417         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3418
3419         return ret;
3420 }
3421
3422 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3423                                         int node, unsigned long caller)
3424 {
3425         struct kmem_cache *s;
3426         void *ret;
3427
3428         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3429                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3430
3431         s = get_slab(size, gfpflags);
3432
3433         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3434                 return s;
3435
3436         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3437
3438         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3439         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3440
3441         return ret;