Merge branch 'misc' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mmarek/kbuild-2.6
[pandora-kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 /*
32  * Lock order:
33  *   1. slab_lock(page)
34  *   2. slab->list_lock
35  *
36  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
37  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
38  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
39  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
40  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
41  *   the page_struct of the slab.
42  *
43  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
44  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
45  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
46  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
47  *   modified without taking the list lock).
48  *
49  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
50  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
51  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
52  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
53  *   the list lock.
54  *
55  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
56  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
57  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
58  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
59  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
60  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
61  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
62  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
63  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
64  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
65  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
66  *   no danger of cacheline contention.
67  *
68  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
69  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
70  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
71  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
72  *
73  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
74  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
75  *
76  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
77  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
78  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
79  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
80  * cannot scan all objects.
81  *
82  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
83  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
84  * fast frees and allocs.
85  *
86  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
87  *
88  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
89  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
90  *                      such as satisfying allocations for a specific
91  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
92  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
93  *                      list operations. It is up to the processor holding
94  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
95  *                      when the slab is no longer needed.
96  *
97  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
98  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
99  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
100  *                      freelist that allows lockless access to
101  *                      free objects in addition to the regular freelist
102  *                      that requires the slab lock.
103  *
104  * PageError            Slab requires special handling due to debug
105  *                      options set. This moves slab handling out of
106  *                      the fast path and disables lockless freelists.
107  */
108
109 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
110                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
111
112 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
113 {
114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
115         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
116 #else
117         return 0;
118 #endif
119 }
120
121 /*
122  * Issues still to be resolved:
123  *
124  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
125  *
126  * - Variable sizing of the per node arrays
127  */
128
129 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
130 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
131
132 /*
133  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
134  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
135  */
136 #define MIN_PARTIAL 5
137
138 /*
139  * Maximum number of desirable partial slabs.
140  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
141  * sort the partial list by the number of objects in the.
142  */
143 #define MAX_PARTIAL 10
144
145 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
146                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
147
148 /*
149  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
150  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
151  * metadata.
152  */
153 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Set of flags that will prevent slab merging
157  */
158 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
159                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
160                 SLAB_FAILSLAB)
161
162 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
163                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
164
165 #define OO_SHIFT        16
166 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
167 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
168
169 /* Internal SLUB flags */
170 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
171
172 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
173
174 #ifdef CONFIG_SMP
175 static struct notifier_block slab_notifier;
176 #endif
177
178 static enum {
179         DOWN,           /* No slab functionality available */
180         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
181         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
182         SYSFS           /* Sysfs up */
183 } slab_state = DOWN;
184
185 /* A list of all slab caches on the system */
186 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
187 static LIST_HEAD(slab_caches);
188
189 /*
190  * Tracking user of a slab.
191  */
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
205
206 #else
207 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
208 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
209                                                         { return 0; }
210 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
211 {
212         kfree(s->name);
213         kfree(s);
214 }
215
216 #endif
217
218 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
219 {
220 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
221         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
222 #endif
223 }
224
225 /********************************************************************
226  *                      Core slab cache functions
227  *******************************************************************/
228
229 int slab_is_available(void)
230 {
231         return slab_state >= UP;
232 }
233
234 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
235 {
236         return s->node[node];
237 }
238
239 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
240 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
241                                 struct page *page, const void *object)
242 {
243         void *base;
244
245         if (!object)
246                 return 1;
247
248         base = page_address(page);
249         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
250                 (object - base) % s->size) {
251                 return 0;
252         }
253
254         return 1;
255 }
256
257 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
258 {
259         return *(void **)(object + s->offset);
260 }
261
262 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
263 {
264         *(void **)(object + s->offset) = fp;
265 }
266
267 /* Loop over all objects in a slab */
268 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
269         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
270                         __p += (__s)->size)
271
272 /* Scan freelist */
273 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
274         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
275
276 /* Determine object index from a given position */
277 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
278 {
279         return (p - addr) / s->size;
280 }
281
282 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
283                                                 unsigned long size)
284 {
285         struct kmem_cache_order_objects x = {
286                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
287         };
288
289         return x;
290 }
291
292 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
293 {
294         return x.x >> OO_SHIFT;
295 }
296
297 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
298 {
299         return x.x & OO_MASK;
300 }
301
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303 /*
304  * Debug settings:
305  */
306 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
307 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
308 #else
309 static int slub_debug;
310 #endif
311
312 static char *slub_debug_slabs;
313 static int disable_higher_order_debug;
314
315 /*
316  * Object debugging
317  */
318 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
319 {
320         int i, offset;
321         int newline = 1;
322         char ascii[17];
323
324         ascii[16] = 0;
325
326         for (i = 0; i < length; i++) {
327                 if (newline) {
328                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
329                         newline = 0;
330                 }
331                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
332                 offset = i % 16;
333                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
334                 if (offset == 15) {
335                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
336                         newline = 1;
337                 }
338         }
339         if (!newline) {
340                 i %= 16;
341                 while (i < 16) {
342                         printk(KERN_CONT "   ");
343                         ascii[i] = ' ';
344                         i++;
345                 }
346                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
347         }
348 }
349
350 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
351         enum track_item alloc)
352 {
353         struct track *p;
354
355         if (s->offset)
356                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
357         else
358                 p = object + s->inuse;
359
360         return p + alloc;
361 }
362
363 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
364                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
365 {
366         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
367
368         if (addr) {
369                 p->addr = addr;
370                 p->cpu = smp_processor_id();
371                 p->pid = current->pid;
372                 p->when = jiffies;
373         } else
374                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
375 }
376
377 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
378 {
379         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
380                 return;
381
382         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
383         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
384 }
385
386 static void print_track(const char *s, struct track *t)
387 {
388         if (!t->addr)
389                 return;
390
391         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
392                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
393 }
394
395 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
396 {
397         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
398                 return;
399
400         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
401         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
402 }
403
404 static void print_page_info(struct page *page)
405 {
406         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
407                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
408
409 }
410
411 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
412 {
413         va_list args;
414         char buf[100];
415
416         va_start(args, fmt);
417         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
418         va_end(args);
419         printk(KERN_ERR "========================================"
420                         "=====================================\n");
421         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
422         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
423                         "-------------------------------------\n\n");
424 }
425
426 static void slab_fix(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 "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
435 }
436
437 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
438 {
439         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
440         u8 *addr = page_address(page);
441
442         print_tracking(s, p);
443
444         print_page_info(page);
445
446         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
447                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
448
449         if (p > addr + 16)
450                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
451
452         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
453
454         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
455                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
456                         s->inuse - s->objsize);
457
458         if (s->offset)
459                 off = s->offset + sizeof(void *);
460         else
461                 off = s->inuse;
462
463         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
464                 off += 2 * sizeof(struct track);
465
466         if (off != s->size)
467                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
468                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
469
470         dump_stack();
471 }
472
473 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
474                         u8 *object, char *reason)
475 {
476         slab_bug(s, "%s", reason);
477         print_trailer(s, page, object);
478 }
479
480 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
481 {
482         va_list args;
483         char buf[100];
484
485         va_start(args, fmt);
486         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
487         va_end(args);
488         slab_bug(s, "%s", buf);
489         print_page_info(page);
490         dump_stack();
491 }
492
493 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
494 {
495         u8 *p = object;
496
497         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
498                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
499                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
500         }
501
502         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
503                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
504 }
505
506 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
507 {
508         while (bytes) {
509                 if (*start != (u8)value)
510                         return start;
511                 start++;
512                 bytes--;
513         }
514         return NULL;
515 }
516
517 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
518                                                 void *from, void *to)
519 {
520         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
521         memset(from, data, to - from);
522 }
523
524 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
525                         u8 *object, char *what,
526                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
527 {
528         u8 *fault;
529         u8 *end;
530
531         fault = check_bytes(start, value, bytes);
532         if (!fault)
533                 return 1;
534
535         end = start + bytes;
536         while (end > fault && end[-1] == value)
537                 end--;
538
539         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
540         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
541                                         fault, end - 1, fault[0], value);
542         print_trailer(s, page, object);
543
544         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
545         return 0;
546 }
547
548 /*
549  * Object layout:
550  *
551  * object address
552  *      Bytes of the object to be managed.
553  *      If the freepointer may overlay the object then the free
554  *      pointer is the first word of the object.
555  *
556  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
557  *      0xa5 (POISON_END)
558  *
559  * object + s->objsize
560  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
561  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
562  *      objsize == inuse.
563  *
564  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
565  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
566  *
567  * object + s->inuse
568  *      Meta data starts here.
569  *
570  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
571  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
572  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
573  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
574  *              before the word boundary.
575  *
576  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
577  *
578  * object + s->size
579  *      Nothing is used beyond s->size.
580  *
581  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
582  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
583  * may be used with merged slabcaches.
584  */
585
586 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
587 {
588         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
589
590         if (s->offset)
591                 /* Freepointer is placed after the object. */
592                 off += sizeof(void *);
593
594         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
595                 /* We also have user information there */
596                 off += 2 * sizeof(struct track);
597
598         if (s->size == off)
599                 return 1;
600
601         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
602                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
603 }
604
605 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
606 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
607 {
608         u8 *start;
609         u8 *fault;
610         u8 *end;
611         int length;
612         int remainder;
613
614         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
615                 return 1;
616
617         start = page_address(page);
618         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
619         end = start + length;
620         remainder = length % s->size;
621         if (!remainder)
622                 return 1;
623
624         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
625         if (!fault)
626                 return 1;
627         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
628                 end--;
629
630         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
631         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
632
633         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
634         return 0;
635 }
636
637 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
638                                         void *object, u8 val)
639 {
640         u8 *p = object;
641         u8 *endobject = object + s->objsize;
642
643         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
644                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
645                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
646                         return 0;
647         } else {
648                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
649                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
650                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
651                 }
652         }
653
654         if (s->flags & SLAB_POISON) {
655                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
656                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
657                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
658                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
659                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
660                         return 0;
661                 /*
662                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
663                  */
664                 check_pad_bytes(s, page, p);
665         }
666
667         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
668                 /*
669                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
670                  * freepointer while object is allocated.
671                  */
672                 return 1;
673
674         /* Check free pointer validity */
675         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
676                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
677                 /*
678                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
679                  * of the free objects in this slab. May cause
680                  * another error because the object count is now wrong.
681                  */
682                 set_freepointer(s, p, NULL);
683                 return 0;
684         }
685         return 1;
686 }
687
688 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
689 {
690         int maxobj;
691
692         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
693
694         if (!PageSlab(page)) {
695                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
696                 return 0;
697         }
698
699         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
700         if (page->objects > maxobj) {
701                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
702                         s->name, page->objects, maxobj);
703                 return 0;
704         }
705         if (page->inuse > page->objects) {
706                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
707                         s->name, page->inuse, page->objects);
708                 return 0;
709         }
710         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
711         slab_pad_check(s, page);
712         return 1;
713 }
714
715 /*
716  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
717  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
718  */
719 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
720 {
721         int nr = 0;
722         void *fp = page->freelist;
723         void *object = NULL;
724         unsigned long max_objects;
725
726         while (fp && nr <= page->objects) {
727                 if (fp == search)
728                         return 1;
729                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
730                         if (object) {
731                                 object_err(s, page, object,
732                                         "Freechain corrupt");
733                                 set_freepointer(s, object, NULL);
734                                 break;
735                         } else {
736                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
737                                 page->freelist = NULL;
738                                 page->inuse = page->objects;
739                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
740                                 return 0;
741                         }
742                         break;
743                 }
744                 object = fp;
745                 fp = get_freepointer(s, object);
746                 nr++;
747         }
748
749         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
750         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
751                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
752
753         if (page->objects != max_objects) {
754                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
755                         "should be %d", page->objects, max_objects);
756                 page->objects = max_objects;
757                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
758         }
759         if (page->inuse != page->objects - nr) {
760                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
761                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
762                 page->inuse = page->objects - nr;
763                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
764         }
765         return search == NULL;
766 }
767
768 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
769                                                                 int alloc)
770 {
771         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
772                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
773                         s->name,
774                         alloc ? "alloc" : "free",
775                         object, page->inuse,
776                         page->freelist);
777
778                 if (!alloc)
779                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
780
781                 dump_stack();
782         }
783 }
784
785 /*
786  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
787  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
788  */
789 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
790 {
791         flags &= gfp_allowed_mask;
792         lockdep_trace_alloc(flags);
793         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
794
795         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
796 }
797
798 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
799 {
800         flags &= gfp_allowed_mask;
801         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, s->objsize);
802         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
803 }
804
805 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
806 {
807         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
808 }
809
810 static inline void slab_free_hook_irq(struct kmem_cache *s, void *object)
811 {
812         kmemcheck_slab_free(s, object, s->objsize);
813         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
814         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
815                 debug_check_no_obj_freed(object, s->objsize);
816 }
817
818 /*
819  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
820  */
821 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
822 {
823         spin_lock(&n->list_lock);
824         list_add(&page->lru, &n->full);
825         spin_unlock(&n->list_lock);
826 }
827
828 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
829 {
830         struct kmem_cache_node *n;
831
832         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
833                 return;
834
835         n = get_node(s, page_to_nid(page));
836
837         spin_lock(&n->list_lock);
838         list_del(&page->lru);
839         spin_unlock(&n->list_lock);
840 }
841
842 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
843 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
844 {
845         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
846
847         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
848 }
849
850 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
851 {
852         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
853 }
854
855 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
856 {
857         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
858
859         /*
860          * May be called early in order to allocate a slab for the
861          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
862          * dilemma by deferring the increment of the count during
863          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
864          */
865         if (n) {
866                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
867                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
868         }
869 }
870 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
871 {
872         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
873
874         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
875         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
876 }
877
878 /* Object debug checks for alloc/free paths */
879 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
880                                                                 void *object)
881 {
882         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
883                 return;
884
885         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
886         init_tracking(s, object);
887 }
888
889 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
890                                         void *object, unsigned long addr)
891 {
892         if (!check_slab(s, page))
893                 goto bad;
894
895         if (!on_freelist(s, page, object)) {
896                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
897                 goto bad;
898         }
899
900         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
901                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
902                 goto bad;
903         }
904
905         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
906                 goto bad;
907
908         /* Success perform special debug activities for allocs */
909         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
910                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
911         trace(s, page, object, 1);
912         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
913         return 1;
914
915 bad:
916         if (PageSlab(page)) {
917                 /*
918                  * If this is a slab page then lets do the best we can
919                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
920                  * as used avoids touching the remaining objects.
921                  */
922                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
923                 page->inuse = page->objects;
924                 page->freelist = NULL;
925         }
926         return 0;
927 }
928
929 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
930                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
931 {
932         if (!check_slab(s, page))
933                 goto fail;
934
935         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
936                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
937                 goto fail;
938         }
939
940         if (on_freelist(s, page, object)) {
941                 object_err(s, page, object, "Object already free");
942                 goto fail;
943         }
944
945         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
946                 return 0;
947
948         if (unlikely(s != page->slab)) {
949                 if (!PageSlab(page)) {
950                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
951                                 "outside of slab", object);
952                 } else if (!page->slab) {
953                         printk(KERN_ERR
954                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
955                                                 object);
956                         dump_stack();
957                 } else
958                         object_err(s, page, object,
959                                         "page slab pointer corrupt.");
960                 goto fail;
961         }
962
963         /* Special debug activities for freeing objects */
964         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
965                 remove_full(s, page);
966         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
967                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
968         trace(s, page, object, 0);
969         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
970         return 1;
971
972 fail:
973         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
974         return 0;
975 }
976
977 static int __init setup_slub_debug(char *str)
978 {
979         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
980         if (*str++ != '=' || !*str)
981                 /*
982                  * No options specified. Switch on full debugging.
983                  */
984                 goto out;
985
986         if (*str == ',')
987                 /*
988                  * No options but restriction on slabs. This means full
989                  * debugging for slabs matching a pattern.
990                  */
991                 goto check_slabs;
992
993         if (tolower(*str) == 'o') {
994                 /*
995                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
996                  * would increase as a result.
997                  */
998                 disable_higher_order_debug = 1;
999                 goto out;
1000         }
1001
1002         slub_debug = 0;
1003         if (*str == '-')
1004                 /*
1005                  * Switch off all debugging measures.
1006                  */
1007                 goto out;
1008
1009         /*
1010          * Determine which debug features should be switched on
1011          */
1012         for (; *str && *str != ','; str++) {
1013                 switch (tolower(*str)) {
1014                 case 'f':
1015                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1016                         break;
1017                 case 'z':
1018                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1019                         break;
1020                 case 'p':
1021                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1022                         break;
1023                 case 'u':
1024                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1025                         break;
1026                 case 't':
1027                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1028                         break;
1029                 case 'a':
1030                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1031                         break;
1032                 default:
1033                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1034                                 "unknown. skipped\n", *str);
1035                 }
1036         }
1037
1038 check_slabs:
1039         if (*str == ',')
1040                 slub_debug_slabs = str + 1;
1041 out:
1042         return 1;
1043 }
1044
1045 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1046
1047 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1048         unsigned long flags, const char *name,
1049         void (*ctor)(void *))
1050 {
1051         /*
1052          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1053          */
1054         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1055                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1056                 flags |= slub_debug;
1057
1058         return flags;
1059 }
1060 #else
1061 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1062                         struct page *page, void *object) {}
1063
1064 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1065         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1066
1067 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1068         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1069
1070 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1071                         { return 1; }
1072 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1073                         void *object, u8 val) { return 1; }
1074 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1075 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1076         unsigned long flags, const char *name,
1077         void (*ctor)(void *))
1078 {
1079         return flags;
1080 }
1081 #define slub_debug 0
1082
1083 #define disable_higher_order_debug 0
1084
1085 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1086                                                         { return 0; }
1087 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1088                                                         { return 0; }
1089 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1090                                                         int objects) {}
1091 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1092                                                         int objects) {}
1093
1094 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1095                                                         { return 0; }
1096
1097 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1098                 void *object) {}
1099
1100 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1101
1102 static inline void slab_free_hook_irq(struct kmem_cache *s,
1103                 void *object) {}
1104
1105 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1106
1107 /*
1108  * Slab allocation and freeing
1109  */
1110 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1111                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1112 {
1113         int order = oo_order(oo);
1114
1115         flags |= __GFP_NOTRACK;
1116
1117         if (node == NUMA_NO_NODE)
1118                 return alloc_pages(flags, order);
1119         else
1120                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1121 }
1122
1123 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1124 {
1125         struct page *page;
1126         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1127         gfp_t alloc_gfp;
1128
1129         flags |= s->allocflags;
1130
1131         /*
1132          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1133          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1134          */
1135         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1136
1137         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1138         if (unlikely(!page)) {
1139                 oo = s->min;
1140                 /*
1141                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1142                  * Try a lower order alloc if possible
1143                  */
1144                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1145                 if (!page)
1146                         return NULL;
1147
1148                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1149         }
1150
1151         if (kmemcheck_enabled
1152                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1153                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1154
1155                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1156
1157                 /*
1158                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1159                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1160                  */
1161                 if (s->ctor)
1162                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1163                 else
1164                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1165         }
1166
1167         page->objects = oo_objects(oo);
1168         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1169                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1170                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1171                 1 << oo_order(oo));
1172
1173         return page;
1174 }
1175
1176 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1177                                 void *object)
1178 {
1179         setup_object_debug(s, page, object);
1180         if (unlikely(s->ctor))
1181                 s->ctor(object);
1182 }
1183
1184 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1185 {
1186         struct page *page;
1187         void *start;
1188         void *last;
1189         void *p;
1190
1191         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1192
1193         page = allocate_slab(s,
1194                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1195         if (!page)
1196                 goto out;
1197
1198         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1199         page->slab = s;
1200         page->flags |= 1 << PG_slab;
1201
1202         start = page_address(page);
1203
1204         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1205                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1206
1207         last = start;
1208         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1209                 setup_object(s, page, last);
1210                 set_freepointer(s, last, p);
1211                 last = p;
1212         }
1213         setup_object(s, page, last);
1214         set_freepointer(s, last, NULL);
1215
1216         page->freelist = start;
1217         page->inuse = 0;
1218 out:
1219         return page;
1220 }
1221
1222 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1223 {
1224         int order = compound_order(page);
1225         int pages = 1 << order;
1226
1227         if (kmem_cache_debug(s)) {
1228                 void *p;
1229
1230                 slab_pad_check(s, page);
1231                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1232                                                 page->objects)
1233                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1234         }
1235
1236         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1237
1238         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1239                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1240                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1241                 -pages);
1242
1243         __ClearPageSlab(page);
1244         reset_page_mapcount(page);
1245         if (current->reclaim_state)
1246                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1247         __free_pages(page, order);
1248 }
1249
1250 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1251 {
1252         struct page *page;
1253
1254         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1255         __free_slab(page->slab, page);
1256 }
1257
1258 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1259 {
1260         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1261                 /*
1262                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1263                  */
1264                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1265
1266                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1267         } else
1268                 __free_slab(s, page);
1269 }
1270
1271 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1272 {
1273         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1274         free_slab(s, page);
1275 }
1276
1277 /*
1278  * Per slab locking using the pagelock
1279  */
1280 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1281 {
1282         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1283 }
1284
1285 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1286 {
1287         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1288 }
1289
1290 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1291 {
1292         int rc = 1;
1293
1294         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1295         return rc;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Management of partially allocated slabs
1300  */
1301 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1302                                 struct page *page, int tail)
1303 {
1304         spin_lock(&n->list_lock);
1305         n->nr_partial++;
1306         if (tail)
1307                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1308         else
1309                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1310         spin_unlock(&n->list_lock);
1311 }
1312
1313 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1314                                         struct page *page)
1315 {
1316         list_del(&page->lru);
1317         n->nr_partial--;
1318 }
1319
1320 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1321 {
1322         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1323
1324         spin_lock(&n->list_lock);
1325         __remove_partial(n, page);
1326         spin_unlock(&n->list_lock);
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Lock slab and remove from the partial list.
1331  *
1332  * Must hold list_lock.
1333  */
1334 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1335                                                         struct page *page)
1336 {
1337         if (slab_trylock(page)) {
1338                 __remove_partial(n, page);
1339                 __SetPageSlubFrozen(page);
1340                 return 1;
1341         }
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1347  */
1348 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1349 {
1350         struct page *page;
1351
1352         /*
1353          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1354          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1355          * partial slab and there is none available then get_partials()
1356          * will return NULL.
1357          */
1358         if (!n || !n->nr_partial)
1359                 return NULL;
1360
1361         spin_lock(&n->list_lock);
1362         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1363                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1364                         goto out;
1365         page = NULL;
1366 out:
1367         spin_unlock(&n->list_lock);
1368         return page;
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1373  */
1374 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1375 {
1376 #ifdef CONFIG_NUMA
1377         struct zonelist *zonelist;
1378         struct zoneref *z;
1379         struct zone *zone;
1380         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1381         struct page *page;
1382
1383         /*
1384          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1385          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1386          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1387          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1388          *
1389          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1390          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1391          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1392          * from other nodes and filled up.
1393          *
1394          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1395          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1396          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1397          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1398          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1399          * with available objects.
1400          */
1401         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1402                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1403                 return NULL;
1404
1405         get_mems_allowed();
1406         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1407         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1408                 struct kmem_cache_node *n;
1409
1410                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1411
1412                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1413                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1414                         page = get_partial_node(n);
1415                         if (page) {
1416                                 put_mems_allowed();
1417                                 return page;
1418                         }
1419                 }
1420         }
1421         put_mems_allowed();
1422 #endif
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Get a partial page, lock it and return it.
1428  */
1429 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1430 {
1431         struct page *page;
1432         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1433
1434         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1435         if (page || node != -1)
1436                 return page;
1437
1438         return get_any_partial(s, flags);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Move a page back to the lists.
1443  *
1444  * Must be called with the slab lock held.
1445  *
1446  * On exit the slab lock will have been dropped.
1447  */
1448 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1449         __releases(bitlock)
1450 {
1451         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1452
1453         __ClearPageSlubFrozen(page);
1454         if (page->inuse) {
1455
1456                 if (page->freelist) {
1457                         add_partial(n, page, tail);
1458                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1459                 } else {
1460                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1461                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1462                                 add_full(n, page);
1463                 }
1464                 slab_unlock(page);
1465         } else {
1466                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1467                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1468                         /*
1469                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1470                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1471                          * to come after the other slabs with objects in
1472                          * so that the others get filled first. That way the
1473                          * size of the partial list stays small.
1474                          *
1475                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1476                          * the partial list.
1477                          */
1478                         add_partial(n, page, 1);
1479                         slab_unlock(page);
1480                 } else {
1481                         slab_unlock(page);
1482                         stat(s, FREE_SLAB);
1483                         discard_slab(s, page);
1484                 }
1485         }
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Remove the cpu slab
1490  */
1491 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1492         __releases(bitlock)
1493 {
1494         struct page *page = c->page;
1495         int tail = 1;
1496
1497         if (page->freelist)
1498                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1499         /*
1500          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1501          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1502          * to occur.
1503          */
1504         while (unlikely(c->freelist)) {
1505                 void **object;
1506
1507                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1508
1509                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1510                 object = c->freelist;
1511                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1512
1513                 /* And put onto the regular freelist */
1514                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1515                 page->freelist = object;
1516                 page->inuse--;
1517         }
1518         c->page = NULL;
1519         unfreeze_slab(s, page, tail);
1520 }
1521
1522 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1523 {
1524         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1525         slab_lock(c->page);
1526         deactivate_slab(s, c);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Flush cpu slab.
1531  *
1532  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1533  */
1534 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1535 {
1536         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1537
1538         if (likely(c && c->page))
1539                 flush_slab(s, c);
1540 }
1541
1542 static void flush_cpu_slab(void *d)
1543 {
1544         struct kmem_cache *s = d;
1545
1546         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1547 }
1548
1549 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1550 {
1551         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1556  * locality expectations.
1557  */
1558 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1559 {
1560 #ifdef CONFIG_NUMA
1561         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1562                 return 0;
1563 #endif
1564         return 1;
1565 }
1566
1567 static int count_free(struct page *page)
1568 {
1569         return page->objects - page->inuse;
1570 }
1571
1572 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1573                                         int (*get_count)(struct page *))
1574 {
1575         unsigned long flags;
1576         unsigned long x = 0;
1577         struct page *page;
1578
1579         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1580         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1581                 x += get_count(page);
1582         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1583         return x;
1584 }
1585
1586 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1587 {
1588 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1589         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1590 #else
1591         return 0;
1592 #endif
1593 }
1594
1595 static noinline void
1596 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1597 {
1598         int node;
1599
1600         printk(KERN_WARNING
1601                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1602                 nid, gfpflags);
1603         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1604                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1605                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1606
1607         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1608                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1609                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1610
1611         for_each_online_node(node) {
1612                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1613                 unsigned long nr_slabs;
1614                 unsigned long nr_objs;
1615                 unsigned long nr_free;
1616
1617                 if (!n)
1618                         continue;
1619
1620                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1621                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1622                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1623
1624                 printk(KERN_WARNING
1625                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1626                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1627         }
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1632  * debugging duties.
1633  *
1634  * Interrupts are disabled.
1635  *
1636  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1637  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1638  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1639  *
1640  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1641  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1642  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1643  *
1644  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1645  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1646  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1647  */
1648 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1649                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1650 {
1651         void **object;
1652         struct page *new;
1653
1654         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1655         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1656
1657         if (!c->page)
1658                 goto new_slab;
1659
1660         slab_lock(c->page);
1661         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1662                 goto another_slab;
1663
1664         stat(s, ALLOC_REFILL);
1665
1666 load_freelist:
1667         object = c->page->freelist;
1668         if (unlikely(!object))
1669                 goto another_slab;
1670         if (kmem_cache_debug(s))
1671                 goto debug;
1672
1673         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1674         c->page->inuse = c->page->objects;
1675         c->page->freelist = NULL;
1676         c->node = page_to_nid(c->page);
1677 unlock_out:
1678         slab_unlock(c->page);
1679         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1680         return object;
1681
1682 another_slab:
1683         deactivate_slab(s, c);
1684
1685 new_slab:
1686         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1687         if (new) {
1688                 c->page = new;
1689                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1690                 goto load_freelist;
1691         }
1692
1693         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1694         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1695                 local_irq_enable();
1696
1697         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1698
1699         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1700                 local_irq_disable();
1701
1702         if (new) {
1703                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1704                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1705                 if (c->page)
1706                         flush_slab(s, c);
1707                 slab_lock(new);
1708                 __SetPageSlubFrozen(new);
1709                 c->page = new;
1710                 goto load_freelist;
1711         }
1712         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1713                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1714         return NULL;
1715 debug:
1716         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1717                 goto another_slab;
1718
1719         c->page->inuse++;
1720         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1721         c->node = NUMA_NO_NODE;
1722         goto unlock_out;
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1727  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1728  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1729  *
1730  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1731  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1732  *
1733  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1734  */
1735 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1736                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1737 {
1738         void **object;
1739         struct kmem_cache_cpu *c;
1740         unsigned long flags;
1741
1742         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1743                 return NULL;
1744
1745         local_irq_save(flags);
1746         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1747         object = c->freelist;
1748         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1749
1750                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1751
1752         else {
1753                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1754                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1755         }
1756         local_irq_restore(flags);
1757
1758         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1759                 memset(object, 0, s->objsize);
1760
1761         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1762
1763         return object;
1764 }
1765
1766 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1767 {
1768         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1769
1770         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1771
1772         return ret;
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1775
1776 #ifdef CONFIG_TRACING
1777 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1778 {
1779         return slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1780 }
1781 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1782 #endif
1783
1784 #ifdef CONFIG_NUMA
1785 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1786 {
1787         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1788
1789         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1790                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1791
1792         return ret;
1793 }
1794 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1795
1796 #ifdef CONFIG_TRACING
1797 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1798                                     gfp_t gfpflags,
1799                                     int node)
1800 {
1801         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1802 }
1803 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1804 #endif
1805 #endif
1806
1807 /*
1808  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1809  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1810  *
1811  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1812  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1813  * handling required then we can return immediately.
1814  */
1815 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1816                         void *x, unsigned long addr)
1817 {
1818         void *prior;
1819         void **object = (void *)x;
1820
1821         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1822         slab_lock(page);
1823
1824         if (kmem_cache_debug(s))
1825                 goto debug;
1826
1827 checks_ok:
1828         prior = page->freelist;
1829         set_freepointer(s, object, prior);
1830         page->freelist = object;
1831         page->inuse--;
1832
1833         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1834                 stat(s, FREE_FROZEN);
1835                 goto out_unlock;
1836         }
1837
1838         if (unlikely(!page->inuse))
1839                 goto slab_empty;
1840
1841         /*
1842          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1843          * then add it.
1844          */
1845         if (unlikely(!prior)) {
1846                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1847                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1848         }
1849
1850 out_unlock:
1851         slab_unlock(page);
1852         return;
1853
1854 slab_empty:
1855         if (prior) {
1856                 /*
1857                  * Slab still on the partial list.
1858                  */
1859                 remove_partial(s, page);
1860                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1861         }
1862         slab_unlock(page);
1863         stat(s, FREE_SLAB);
1864         discard_slab(s, page);
1865         return;
1866
1867 debug:
1868         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1869                 goto out_unlock;
1870         goto checks_ok;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1875  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1876  *
1877  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1878  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1879  * the item before.
1880  *
1881  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1882  * with all sorts of special processing.
1883  */
1884 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1885                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1886 {
1887         void **object = (void *)x;
1888         struct kmem_cache_cpu *c;
1889         unsigned long flags;
1890
1891         slab_free_hook(s, x);
1892
1893         local_irq_save(flags);
1894         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1895
1896         slab_free_hook_irq(s, x);
1897
1898         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
1899                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
1900                 c->freelist = object;
1901                 stat(s, FREE_FASTPATH);
1902         } else
1903                 __slab_free(s, page, x, addr);
1904
1905         local_irq_restore(flags);
1906 }
1907
1908 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1909 {
1910         struct page *page;
1911
1912         page = virt_to_head_page(x);
1913
1914         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1915
1916         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1917 }
1918 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1919
1920 /*
1921  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1922  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1923  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1924  * another.
1925  *
1926  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1927  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1928  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1929  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1930  * locking overhead.
1931  */
1932
1933 /*
1934  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1935  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1936  * and increases the number of allocations possible without having to
1937  * take the list_lock.
1938  */
1939 static int slub_min_order;
1940 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1941 static int slub_min_objects;
1942
1943 /*
1944  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1945  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1946  */
1947 static int slub_nomerge;
1948
1949 /*
1950  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1951  *
1952  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1953  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1954  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1955  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1956  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1957  * would be wasted.
1958  *
1959  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1960  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1961  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1962  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1963  *
1964  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1965  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1966  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1967  * of space in favor of a small page order.
1968  *
1969  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1970  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1971  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1972  * the smallest order which will fit the object.
1973  */
1974 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1975                                 int max_order, int fract_leftover)
1976 {
1977         int order;
1978         int rem;
1979         int min_order = slub_min_order;
1980
1981         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1982                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1983
1984         for (order = max(min_order,
1985                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1986                         order <= max_order; order++) {
1987
1988                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1989
1990                 if (slab_size < min_objects * size)
1991                         continue;
1992
1993                 rem = slab_size % size;
1994
1995                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1996                         break;
1997
1998         }
1999
2000         return order;
2001 }
2002
2003 static inline int calculate_order(int size)
2004 {
2005         int order;
2006         int min_objects;
2007         int fraction;
2008         int max_objects;
2009
2010         /*
2011          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2012          * works by first attempting to generate a layout with
2013          * the best configuration and backing off gradually.
2014          *
2015          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2016          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2017          */
2018         min_objects = slub_min_objects;
2019         if (!min_objects)
2020                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2021         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2022         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2023
2024         while (min_objects > 1) {
2025                 fraction = 16;
2026                 while (fraction >= 4) {
2027                         order = slab_order(size, min_objects,
2028                                                 slub_max_order, fraction);
2029                         if (order <= slub_max_order)
2030                                 return order;
2031                         fraction /= 2;
2032                 }
2033                 min_objects--;
2034         }
2035
2036         /*
2037          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2038          * lets see if we can place a single object there.
2039          */
2040         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2041         if (order <= slub_max_order)
2042                 return order;
2043
2044         /*
2045          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2046          */
2047         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2048         if (order < MAX_ORDER)
2049                 return order;
2050         return -ENOSYS;
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2055  */
2056 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2057                 unsigned long align, unsigned long size)
2058 {
2059         /*
2060          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2061          * suggestion if the object is sufficiently large.
2062          *
2063          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2064          * alignment though. If that is greater then use it.
2065          */
2066         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2067                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2068                 while (size <= ralign / 2)
2069                         ralign /= 2;
2070                 align = max(align, ralign);
2071         }
2072
2073         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2074                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2075
2076         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2077 }
2078
2079 static void
2080 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2081 {
2082         n->nr_partial = 0;
2083         spin_lock_init(&n->list_lock);
2084         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2085 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2086         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2087         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2088         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2089 #endif
2090 }
2091
2092 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2093 {
2094         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2095                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2096
2097         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2098
2099         return s->cpu_slab != NULL;
2100 }
2101
2102 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2103
2104 /*
2105  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2106  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2107  * possible.
2108  *
2109  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2110  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2111  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2112  */
2113 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2114 {
2115         struct page *page;
2116         struct kmem_cache_node *n;
2117         unsigned long flags;
2118
2119         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2120
2121         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2122
2123         BUG_ON(!page);
2124         if (page_to_nid(page) != node) {
2125                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2126                                 "node %d\n", node);
2127                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2128                                 "in order to be able to continue\n");
2129         }
2130
2131         n = page->freelist;
2132         BUG_ON(!n);
2133         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2134         page->inuse++;
2135         kmem_cache_node->node[node] = n;
2136 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2137         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2138         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2139 #endif
2140         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2141         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2142
2143         /*
2144          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2145          * so even though there cannot be a race this early in
2146          * the boot sequence, we still disable irqs.
2147          */
2148         local_irq_save(flags);
2149         add_partial(n, page, 0);
2150         local_irq_restore(flags);
2151 }
2152
2153 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2154 {
2155         int node;
2156
2157         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2158                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2159
2160                 if (n)
2161                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2162
2163                 s->node[node] = NULL;
2164         }
2165 }
2166
2167 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2168 {
2169         int node;
2170
2171         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2172                 struct kmem_cache_node *n;
2173
2174                 if (slab_state == DOWN) {
2175                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2176                         continue;
2177                 }
2178                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2179                                                 GFP_KERNEL, node);
2180
2181                 if (!n) {
2182                         free_kmem_cache_nodes(s);
2183                         return 0;
2184                 }
2185
2186                 s->node[node] = n;
2187                 init_kmem_cache_node(n, s);
2188         }
2189         return 1;
2190 }
2191
2192 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2193 {
2194         if (min < MIN_PARTIAL)
2195                 min = MIN_PARTIAL;
2196         else if (min > MAX_PARTIAL)
2197                 min = MAX_PARTIAL;
2198         s->min_partial = min;
2199 }
2200
2201 /*
2202  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2203  * a slab object.
2204  */
2205 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2206 {
2207         unsigned long flags = s->flags;
2208         unsigned long size = s->objsize;
2209         unsigned long align = s->align;
2210         int order;
2211
2212         /*
2213          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2214          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2215          * the possible location of the free pointer.
2216          */
2217         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2218
2219 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2220         /*
2221          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2222          * the slab may touch the object after free or before allocation
2223          * then we should never poison the object itself.
2224          */
2225         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2226                         !s->ctor)
2227                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2228         else
2229                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2230
2231
2232         /*
2233          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2234          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2235          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2236          */
2237         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2238                 size += sizeof(void *);
2239 #endif
2240
2241         /*
2242          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2243          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2244          */
2245         s->inuse = size;
2246
2247         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2248                 s->ctor)) {
2249                 /*
2250                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2251                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2252                  * kmem_cache_free.
2253                  *
2254                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2255                  * destructor or are poisoning the objects.
2256                  */
2257                 s->offset = size;
2258                 size += sizeof(void *);
2259         }
2260
2261 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2262         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2263                 /*
2264                  * Need to store information about allocs and frees after
2265                  * the object.
2266                  */
2267                 size += 2 * sizeof(struct track);
2268
2269         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2270                 /*
2271                  * Add some empty padding so that we can catch
2272                  * overwrites from earlier objects rather than let
2273                  * tracking information or the free pointer be
2274                  * corrupted if a user writes before the start
2275                  * of the object.
2276                  */
2277                 size += sizeof(void *);
2278 #endif
2279
2280         /*
2281          * Determine the alignment based on various parameters that the
2282          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2283          * on bootup.
2284          */
2285         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2286         s->align = align;
2287
2288         /*
2289          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2290          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2291          * each object to conform to the alignment.
2292          */
2293         size = ALIGN(size, align);
2294         s->size = size;
2295         if (forced_order >= 0)
2296                 order = forced_order;
2297         else
2298                 order = calculate_order(size);
2299
2300         if (order < 0)
2301                 return 0;
2302
2303         s->allocflags = 0;
2304         if (order)
2305                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2306
2307         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2308                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2309
2310         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2311                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2312
2313         /*
2314          * Determine the number of objects per slab
2315          */
2316         s->oo = oo_make(order, size);
2317         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2318         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2319                 s->max = s->oo;
2320
2321         return !!oo_objects(s->oo);
2322
2323 }
2324
2325 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2326                 const char *name, size_t size,
2327                 size_t align, unsigned long flags,
2328                 void (*ctor)(void *))
2329 {
2330         memset(s, 0, kmem_size);
2331         s->name = name;
2332         s->ctor = ctor;
2333         s->objsize = size;
2334         s->align = align;
2335         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2336
2337         if (!calculate_sizes(s, -1))
2338                 goto error;
2339         if (disable_higher_order_debug) {
2340                 /*
2341                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2342                  * order increased.
2343                  */
2344                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2345                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2346                         s->offset = 0;
2347                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2348                                 goto error;
2349                 }
2350         }
2351
2352         /*
2353          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2354          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2355          */
2356         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2357         s->refcount = 1;
2358 #ifdef CONFIG_NUMA
2359         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2360 #endif
2361         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2362                 goto error;
2363
2364         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2365                 return 1;
2366
2367         free_kmem_cache_nodes(s);
2368 error:
2369         if (flags & SLAB_PANIC)
2370                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2371                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2372                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2373                         s->offset, flags);
2374         return 0;
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Determine the size of a slab object
2379  */
2380 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2381 {
2382         return s->objsize;
2383 }
2384 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2385
2386 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2387 {
2388         return s->name;
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2391
2392 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2393                                                         const char *text)
2394 {
2395 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2396         void *addr = page_address(page);
2397         void *p;
2398         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2399                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2400         if (!map)
2401                 return;
2402         slab_err(s, page, "%s", text);
2403         slab_lock(page);
2404         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2405                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2406
2407         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2408
2409                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2410                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2411                                                         p, p - addr);
2412                         print_tracking(s, p);
2413                 }
2414         }
2415         slab_unlock(page);
2416         kfree(map);
2417 #endif
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2422  */
2423 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2424 {
2425         unsigned long flags;
2426         struct page *page, *h;
2427
2428         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2429         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2430                 if (!page->inuse) {
2431                         __remove_partial(n, page);
2432                         discard_slab(s, page);
2433                 } else {
2434                         list_slab_objects(s, page,
2435                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2436                 }
2437         }
2438         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Release all resources used by a slab cache.
2443  */
2444 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2445 {
2446         int node;
2447
2448         flush_all(s);
2449         free_percpu(s->cpu_slab);
2450         /* Attempt to free all objects */
2451         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2452                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2453
2454                 free_partial(s, n);
2455                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2456                         return 1;
2457         }
2458         free_kmem_cache_nodes(s);
2459         return 0;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2464  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2465  */
2466 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2467 {
2468         down_write(&slub_lock);
2469         s->refcount--;
2470         if (!s->refcount) {
2471                 list_del(&s->list);
2472                 if (kmem_cache_close(s)) {
2473                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2474                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2475                         dump_stack();
2476                 }
2477                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2478                         rcu_barrier();
2479                 sysfs_slab_remove(s);
2480         }
2481         up_write(&slub_lock);
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2484
2485 /********************************************************************
2486  *              Kmalloc subsystem
2487  *******************************************************************/
2488
2489 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2490 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2491
2492 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2493
2494 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2495 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2496 #endif
2497
2498 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2499 {
2500         get_option(&str, &slub_min_order);
2501
2502         return 1;
2503 }
2504
2505 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2506
2507 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2508 {
2509         get_option(&str, &slub_max_order);
2510         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2511
2512         return 1;
2513 }
2514
2515 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2516
2517 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2518 {
2519         get_option(&str, &slub_min_objects);
2520
2521         return 1;
2522 }
2523
2524 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2525
2526 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2527 {
2528         slub_nomerge = 1;
2529         return 1;
2530 }
2531
2532 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2533
2534 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2535                                                 int size, unsigned int flags)
2536 {
2537         struct kmem_cache *s;
2538
2539         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2540
2541         /*
2542          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2543          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2544          */
2545         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2546                                                                 flags, NULL))
2547                 goto panic;
2548
2549         list_add(&s->list, &slab_caches);
2550         return s;
2551
2552 panic:
2553         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2554         return NULL;
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2559  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2560  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2561  * fls.
2562  */
2563 static s8 size_index[24] = {
2564         3,      /* 8 */
2565         4,      /* 16 */
2566         5,      /* 24 */
2567         5,      /* 32 */
2568         6,      /* 40 */
2569         6,      /* 48 */
2570         6,      /* 56 */
2571         6,      /* 64 */
2572         1,      /* 72 */
2573         1,      /* 80 */
2574         1,      /* 88 */
2575         1,      /* 96 */
2576         7,      /* 104 */
2577         7,      /* 112 */
2578         7,      /* 120 */
2579         7,      /* 128 */
2580         2,      /* 136 */
2581         2,      /* 144 */
2582         2,      /* 152 */
2583         2,      /* 160 */
2584         2,      /* 168 */
2585         2,      /* 176 */
2586         2,      /* 184 */
2587         2       /* 192 */
2588 };
2589
2590 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2591 {
2592         return (bytes - 1) / 8;
2593 }
2594
2595 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2596 {
2597         int index;
2598
2599         if (size <= 192) {
2600                 if (!size)
2601                         return ZERO_SIZE_PTR;
2602
2603                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2604         } else
2605                 index = fls(size - 1);
2606
2607 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2608         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2609                 return kmalloc_dma_caches[index];
2610
2611 #endif
2612         return kmalloc_caches[index];
2613 }
2614
2615 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2616 {
2617         struct kmem_cache *s;
2618         void *ret;
2619
2620         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2621                 return kmalloc_large(size, flags);
2622
2623         s = get_slab(size, flags);
2624
2625         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2626                 return s;
2627
2628         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2629
2630         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2631
2632         return ret;
2633 }
2634 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2635
2636 #ifdef CONFIG_NUMA
2637 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2638 {
2639         struct page *page;
2640         void *ptr = NULL;
2641
2642         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2643         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2644         if (page)
2645                 ptr = page_address(page);
2646
2647         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2648         return ptr;
2649 }
2650
2651 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2652 {
2653         struct kmem_cache *s;
2654         void *ret;
2655
2656         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2657                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2658
2659                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2660                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2661                                    flags, node);
2662
2663                 return ret;
2664         }
2665
2666         s = get_slab(size, flags);
2667
2668         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2669                 return s;
2670
2671         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2672
2673         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2674
2675         return ret;
2676 }
2677 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2678 #endif
2679
2680 size_t ksize(const void *object)
2681 {
2682         struct page *page;
2683         struct kmem_cache *s;
2684
2685         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2686                 return 0;
2687
2688         page = virt_to_head_page(object);
2689
2690         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2691                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2692                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2693         }
2694         s = page->slab;
2695
2696 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2697         /*
2698          * Debugging requires use of the padding between object
2699          * and whatever may come after it.
2700          */
2701         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2702                 return s->objsize;
2703
2704 #endif
2705         /*
2706          * If we have the need to store the freelist pointer
2707          * back there or track user information then we can
2708          * only use the space before that information.
2709          */
2710         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2711                 return s->inuse;
2712         /*
2713          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2714          */
2715         return s->size;
2716 }
2717 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2718
2719 void kfree(const void *x)
2720 {
2721         struct page *page;
2722         void *object = (void *)x;
2723
2724         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2725
2726         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2727                 return;
2728
2729         page = virt_to_head_page(x);
2730         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2731                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2732                 kmemleak_free(x);
2733                 put_page(page);
2734                 return;
2735         }
2736         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2737 }
2738 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2739
2740 /*
2741  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2742  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2743  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2744  * and thus they can be removed from the partial lists.
2745  *
2746  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2747  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2748  * are freed in them.
2749  */
2750 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2751 {
2752         int node;
2753         int i;
2754         struct kmem_cache_node *n;
2755         struct page *page;
2756         struct page *t;
2757         int objects = oo_objects(s->max);
2758         struct list_head *slabs_by_inuse =
2759                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2760         unsigned long flags;
2761
2762         if (!slabs_by_inuse)
2763                 return -ENOMEM;
2764
2765         flush_all(s);
2766         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2767                 n = get_node(s, node);
2768
2769                 if (!n->nr_partial)
2770                         continue;
2771
2772                 for (i = 0; i < objects; i++)
2773                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2774
2775                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2776
2777                 /*
2778                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2779                  *
2780                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2781                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2782                  */
2783                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2784                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2785                                 /*
2786                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2787                                  * may have freed the last object and be
2788                                  * waiting to release the slab.
2789                                  */
2790                                 __remove_partial(n, page);
2791                                 slab_unlock(page);
2792                                 discard_slab(s, page);
2793                         } else {
2794                                 list_move(&page->lru,
2795                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2796                         }
2797                 }
2798
2799                 /*
2800                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2801                  * first and the least used slabs at the end.
2802                  */
2803                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2804                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2805
2806                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2807         }
2808
2809         kfree(slabs_by_inuse);
2810         return 0;
2811 }
2812 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2813
2814 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2815 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2816 {
2817         struct kmem_cache *s;
2818
2819         down_read(&slub_lock);
2820         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2821                 kmem_cache_shrink(s);
2822         up_read(&slub_lock);
2823
2824         return 0;
2825 }
2826
2827 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2828 {
2829         struct kmem_cache_node *n;
2830         struct kmem_cache *s;
2831         struct memory_notify *marg = arg;
2832         int offline_node;
2833
2834         offline_node = marg->status_change_nid;
2835
2836         /*
2837          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2838          * for it yet.
2839          */
2840         if (offline_node < 0)
2841                 return;
2842
2843         down_read(&slub_lock);
2844         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2845                 n = get_node(s, offline_node);
2846                 if (n) {
2847                         /*
2848                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2849                          * that is going down. We were unable to free them,
2850                          * and offline_pages() function shouldn't call this
2851                          * callback. So, we must fail.
2852                          */
2853                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2854
2855                         s->node[offline_node] = NULL;
2856                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2857                 }
2858         }
2859         up_read(&slub_lock);
2860 }
2861
2862 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2863 {
2864         struct kmem_cache_node *n;
2865         struct kmem_cache *s;
2866         struct memory_notify *marg = arg;
2867         int nid = marg->status_change_nid;
2868         int ret = 0;
2869
2870         /*
2871          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2872          * already created. Nothing to do.
2873          */
2874         if (nid < 0)
2875                 return 0;
2876
2877         /*
2878          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2879          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2880          * online.
2881          */
2882         down_read(&slub_lock);
2883         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2884                 /*
2885                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2886                  *      since memory is not yet available from the node that
2887                  *      is brought up.
2888                  */
2889                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
2890                 if (!n) {
2891                         ret = -ENOMEM;
2892                         goto out;
2893                 }
2894                 init_kmem_cache_node(n, s);
2895                 s->node[nid] = n;
2896         }
2897 out:
2898         up_read(&slub_lock);
2899         return ret;
2900 }
2901
2902 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2903                                 unsigned long action, void *arg)
2904 {
2905         int ret = 0;
2906
2907         switch (action) {
2908         case MEM_GOING_ONLINE:
2909                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2910                 break;
2911         case MEM_GOING_OFFLINE:
2912                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2913                 break;
2914         case MEM_OFFLINE:
2915         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2916                 slab_mem_offline_callback(arg);
2917                 break;
2918         case MEM_ONLINE:
2919         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2920                 break;
2921         }
2922         if (ret)
2923                 ret = notifier_from_errno(ret);
2924         else
2925                 ret = NOTIFY_OK;
2926         return ret;
2927 }
2928
2929 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2930
2931 /********************************************************************
2932  *                      Basic setup of slabs
2933  *******************************************************************/
2934
2935 /*
2936  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
2937  * the page allocator
2938  */
2939
2940 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
2941 {
2942         int node;
2943
2944         list_add(&s->list, &slab_caches);
2945         s->refcount = -1;
2946
2947         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2948                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2949                 struct page *p;
2950
2951                 if (n) {
2952                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
2953                                 p->slab = s;
2954
2955 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
2956                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
2957                                 p->slab = s;
2958 #endif
2959                 }
2960         }
2961 }
2962
2963 void __init kmem_cache_init(void)
2964 {
2965         int i;
2966         int caches = 0;
2967         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
2968         int order;
2969         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
2970         unsigned long kmalloc_size;
2971
2972         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
2973                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
2974
2975         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
2976         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
2977         order = get_order(2 * kmalloc_size);
2978         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
2979
2980         /*
2981          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2982          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2983          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2984          */
2985         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
2986
2987         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
2988                 sizeof(struct kmem_cache_node),
2989                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
2990
2991         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
2992
2993         /* Able to allocate the per node structures */
2994         slab_state = PARTIAL;
2995
2996         temp_kmem_cache = kmem_cache;
2997         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
2998                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
2999         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3000         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3001
3002         /*
3003          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3004          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3005          * update any list pointers.
3006          */
3007         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3008
3009         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3010         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3011
3012         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3013
3014         caches++;
3015         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3016         caches++;
3017         /* Free temporary boot structure */
3018         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3019
3020         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3021
3022         /*
3023          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3024          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3025          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3026          *
3027          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3028          * handle the index determination for the smaller caches.
3029          *
3030          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3031          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3032          */
3033         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3034                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3035
3036         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3037                 int elem = size_index_elem(i);
3038                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3039                         break;
3040                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3041         }
3042
3043         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3044                 /*
3045                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3046                  * is 64 byte.
3047                  */
3048                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3049                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3050         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3051                 /*
3052                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3053                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3054                  * instead.
3055                  */
3056                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3057                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3058         }
3059
3060         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3061         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3062                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3063                 caches++;
3064         }
3065
3066         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3067                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3068                 caches++;
3069         }
3070
3071         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3072                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3073                 caches++;
3074         }
3075
3076         slab_state = UP;
3077
3078         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3079         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3080                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3081                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3082         }
3083
3084         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3085                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3086                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3087         }
3088
3089         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3090                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3091
3092                 BUG_ON(!s);
3093                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3094         }
3095
3096 #ifdef CONFIG_SMP
3097         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3098 #endif
3099
3100 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3101         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3102                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3103
3104                 if (s && s->size) {
3105                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3106                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3107
3108                         BUG_ON(!name);
3109                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3110                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3111                 }
3112         }
3113 #endif
3114         printk(KERN_INFO
3115                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3116                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3117                 caches, cache_line_size(),
3118                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3119                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3120 }
3121
3122 void __init kmem_cache_init_late(void)
3123 {
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Find a mergeable slab cache
3128  */
3129 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3130 {
3131         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3132                 return 1;
3133
3134         if (s->ctor)
3135                 return 1;
3136
3137         /*
3138          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3139          */
3140         if (s->refcount < 0)
3141                 return 1;
3142
3143         return 0;
3144 }
3145
3146 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3147                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3148                 void (*ctor)(void *))
3149 {
3150         struct kmem_cache *s;
3151
3152         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3153                 return NULL;
3154
3155         if (ctor)
3156                 return NULL;
3157
3158         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3159         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3160         size = ALIGN(size, align);
3161         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3162
3163         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3164                 if (slab_unmergeable(s))
3165                         continue;
3166
3167                 if (size > s->size)
3168                         continue;
3169
3170                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3171                                 continue;
3172                 /*
3173                  * Check if alignment is compatible.
3174                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3175                  */
3176                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3177                         continue;
3178
3179                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3180                         continue;
3181
3182                 return s;
3183         }
3184         return NULL;
3185 }
3186
3187 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3188                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3189 {
3190         struct kmem_cache *s;
3191         char *n;
3192
3193         if (WARN_ON(!name))
3194                 return NULL;
3195
3196         down_write(&slub_lock);
3197         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3198         if (s) {
3199                 s->refcount++;
3200                 /*
3201                  * Adjust the object sizes so that we clear
3202                  * the complete object on kzalloc.
3203                  */
3204                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3205                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3206
3207                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3208                         s->refcount--;
3209                         goto err;
3210                 }
3211                 up_write(&slub_lock);
3212                 return s;
3213         }
3214
3215         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3216         if (!n)
3217                 goto err;
3218
3219         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3220         if (s) {
3221                 if (kmem_cache_open(s, n,
3222                                 size, align, flags, ctor)) {
3223                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3224                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3225                                 list_del(&s->list);
3226                                 kfree(n);
3227                                 kfree(s);
3228                                 goto err;
3229                         }
3230                         up_write(&slub_lock);
3231                         return s;
3232                 }
3233                 kfree(n);
3234                 kfree(s);
3235         }
3236 err:
3237         up_write(&slub_lock);
3238
3239         if (flags & SLAB_PANIC)
3240                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3241         else
3242                 s = NULL;
3243         return s;
3244 }
3245 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3246
3247 #ifdef CONFIG_SMP
3248 /*
3249  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3250  * necessary.
3251  */
3252 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3253                 unsigned long action, void *hcpu)
3254 {
3255         long cpu = (long)hcpu;
3256         struct kmem_cache *s;
3257         unsigned long flags;
3258
3259         switch (action) {
3260         case CPU_UP_CANCELED:
3261         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3262         case CPU_DEAD:
3263         case CPU_DEAD_FROZEN:
3264                 down_read(&slub_lock);
3265                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3266                         local_irq_save(flags);
3267                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3268                         local_irq_restore(flags);
3269                 }
3270                 up_read(&slub_lock);
3271                 break;
3272         default:
3273                 break;
3274         }
3275         return NOTIFY_OK;
3276 }
3277
3278 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3279         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3280 };
3281
3282 #endif
3283
3284 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3285 {
3286         struct kmem_cache *s;
3287         void *ret;
3288
3289         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3290                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3291
3292         s = get_slab(size, gfpflags);
3293
3294         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3295                 return s;
3296
3297         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3298
3299         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3300         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3301
3302         return ret;
3303 }
3304
3305 #ifdef CONFIG_NUMA
3306 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3307                                         int node, unsigned long caller)
3308 {
3309         struct kmem_cache *s;
3310         void *ret;
3311
3312         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3313                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3314
3315                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3316                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3317                                    gfpflags, node);
3318
3319                 return ret;
3320         }
3321
3322         s = get_slab(size, gfpflags);
3323
3324         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3325                 return s;
3326
3327         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3328
3329         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3330         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3331
3332         return ret;
3333 }
3334 #endif
3335
3336 #ifdef CONFIG_SYSFS
3337 static int count_inuse(struct page *page)
3338 {
3339         return page->inuse;
3340 }
3341
3342 static int count_total(struct page *page)
3343 {
3344         return page->objects;
3345 }
3346 #endif
3347
3348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3349 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3350                                                 unsigned long *map)
3351 {
3352         void *p;
3353         void *addr = page_address(page);
3354
3355         if (!check_slab(s, page) ||
3356                         !on_freelist(s, page, NULL))
3357                 return 0;
3358
3359         /* Now we know that a valid freelist exists */
3360         bitmap_zero(map, page->objects);
3361
3362         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3363                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3364                 if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3365                         return 0;
3366         }
3367
3368         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3369                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3370                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3371                                 return 0;
3372         return 1;
3373 }
3374
3375 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3376                                                 unsigned long *map)
3377 {
3378         if (slab_trylock(page)) {
3379                 validate_slab(s, page, map);
3380                 slab_unlock(page);
3381         } else
3382                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3383                         s->name, page);
3384 }
3385
3386 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3387                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3388 {
3389         unsigned long count = 0;
3390         struct page *page;
3391         unsigned long flags;
3392
3393         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3394
3395         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3396                 validate_slab_slab(s, page, map);
3397                 count++;
3398         }
3399         if (count != n->nr_partial)
3400                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3401                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3402
3403         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3404                 goto out;
3405
3406         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3407                 validate_slab_slab(s, page, map);
3408                 count++;
3409         }
3410         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3411                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3412                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3413                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3414
3415 out:
3416         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3417         return count;
3418 }
3419
3420 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3421 {
3422         int node;
3423         unsigned long count = 0;
3424         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3425                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3426
3427         if (!map)
3428                 return -ENOMEM;
3429
3430         flush_all(s);
3431         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3432                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3433
3434                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3435         }
3436         kfree(map);
3437         return count;