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