slub: explicit list_lock taking
[pandora-kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has no one operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #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 struct track {
199         unsigned long addr;     /* Called from address */
200         int cpu;                /* Was running on cpu */
201         int pid;                /* Pid context */
202         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
203 };
204
205 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
206
207 #ifdef CONFIG_SYSFS
208 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
209 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
210 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
211
212 #else
213 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
214 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
215                                                         { return 0; }
216 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
217 {
218         kfree(s->name);
219         kfree(s);
220 }
221
222 #endif
223
224 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
225 {
226 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
227         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
228 #endif
229 }
230
231 /********************************************************************
232  *                      Core slab cache functions
233  *******************************************************************/
234
235 int slab_is_available(void)
236 {
237         return slab_state >= UP;
238 }
239
240 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
241 {
242         return s->node[node];
243 }
244
245 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
246 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
247                                 struct page *page, const void *object)
248 {
249         void *base;
250
251         if (!object)
252                 return 1;
253
254         base = page_address(page);
255         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
256                 (object - base) % s->size) {
257                 return 0;
258         }
259
260         return 1;
261 }
262
263 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         return *(void **)(object + s->offset);
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         void *p;
271
272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
273         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
274 #else
275         p = get_freepointer(s, object);
276 #endif
277         return p;
278 }
279
280 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
281 {
282         *(void **)(object + s->offset) = fp;
283 }
284
285 /* Loop over all objects in a slab */
286 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
287         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
288                         __p += (__s)->size)
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->objsize;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
346                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
347                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
348                 const char *n)
349 {
350 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
351         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
352                 if (cmpxchg_double(&page->freelist,
353                         freelist_old, counters_old,
354                         freelist_new, counters_new))
355                 return 1;
356         } else
357 #endif
358         {
359                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
360                         page->freelist = freelist_new;
361                         page->counters = counters_new;
362                         return 1;
363                 }
364         }
365
366         cpu_relax();
367         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
368
369 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
370         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
371 #endif
372
373         return 0;
374 }
375
376 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
377 /*
378  * Determine a map of object in use on a page.
379  *
380  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
381  * not vanish from under us.
382  */
383 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
384 {
385         void *p;
386         void *addr = page_address(page);
387
388         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
389                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
390 }
391
392 /*
393  * Debug settings:
394  */
395 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
396 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
397 #else
398 static int slub_debug;
399 #endif
400
401 static char *slub_debug_slabs;
402 static int disable_higher_order_debug;
403
404 /*
405  * Object debugging
406  */
407 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
408 {
409         int i, offset;
410         int newline = 1;
411         char ascii[17];
412
413         ascii[16] = 0;
414
415         for (i = 0; i < length; i++) {
416                 if (newline) {
417                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
418                         newline = 0;
419                 }
420                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
421                 offset = i % 16;
422                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
423                 if (offset == 15) {
424                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
425                         newline = 1;
426                 }
427         }
428         if (!newline) {
429                 i %= 16;
430                 while (i < 16) {
431                         printk(KERN_CONT "   ");
432                         ascii[i] = ' ';
433                         i++;
434                 }
435                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
436         }
437 }
438
439 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
440         enum track_item alloc)
441 {
442         struct track *p;
443
444         if (s->offset)
445                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
446         else
447                 p = object + s->inuse;
448
449         return p + alloc;
450 }
451
452 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
453                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
454 {
455         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
456
457         if (addr) {
458                 p->addr = addr;
459                 p->cpu = smp_processor_id();
460                 p->pid = current->pid;
461                 p->when = jiffies;
462         } else
463                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
464 }
465
466 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
467 {
468         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
469                 return;
470
471         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
472         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
473 }
474
475 static void print_track(const char *s, struct track *t)
476 {
477         if (!t->addr)
478                 return;
479
480         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
481                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
482 }
483
484 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
485 {
486         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
487                 return;
488
489         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
490         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
491 }
492
493 static void print_page_info(struct page *page)
494 {
495         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
496                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
497
498 }
499
500 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
501 {
502         va_list args;
503         char buf[100];
504
505         va_start(args, fmt);
506         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
507         va_end(args);
508         printk(KERN_ERR "========================================"
509                         "=====================================\n");
510         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
511         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
512                         "-------------------------------------\n\n");
513 }
514
515 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
516 {
517         va_list args;
518         char buf[100];
519
520         va_start(args, fmt);
521         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
522         va_end(args);
523         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
524 }
525
526 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
527 {
528         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
529         u8 *addr = page_address(page);
530
531         print_tracking(s, p);
532
533         print_page_info(page);
534
535         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
536                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
537
538         if (p > addr + 16)
539                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
540
541         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
542
543         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
544                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
545                         s->inuse - s->objsize);
546
547         if (s->offset)
548                 off = s->offset + sizeof(void *);
549         else
550                 off = s->inuse;
551
552         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
553                 off += 2 * sizeof(struct track);
554
555         if (off != s->size)
556                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
557                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
558
559         dump_stack();
560 }
561
562 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
563                         u8 *object, char *reason)
564 {
565         slab_bug(s, "%s", reason);
566         print_trailer(s, page, object);
567 }
568
569 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
570 {
571         va_list args;
572         char buf[100];
573
574         va_start(args, fmt);
575         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
576         va_end(args);
577         slab_bug(s, "%s", buf);
578         print_page_info(page);
579         dump_stack();
580 }
581
582 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
583 {
584         u8 *p = object;
585
586         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
587                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
588                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
589         }
590
591         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
592                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
593 }
594
595 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
596 {
597         while (bytes) {
598                 if (*start != (u8)value)
599                         return start;
600                 start++;
601                 bytes--;
602         }
603         return NULL;
604 }
605
606 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
607                                                 void *from, void *to)
608 {
609         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
610         memset(from, data, to - from);
611 }
612
613 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
614                         u8 *object, char *what,
615                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
616 {
617         u8 *fault;
618         u8 *end;
619
620         fault = check_bytes(start, value, bytes);
621         if (!fault)
622                 return 1;
623
624         end = start + bytes;
625         while (end > fault && end[-1] == value)
626                 end--;
627
628         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
629         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
630                                         fault, end - 1, fault[0], value);
631         print_trailer(s, page, object);
632
633         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
634         return 0;
635 }
636
637 /*
638  * Object layout:
639  *
640  * object address
641  *      Bytes of the object to be managed.
642  *      If the freepointer may overlay the object then the free
643  *      pointer is the first word of the object.
644  *
645  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
646  *      0xa5 (POISON_END)
647  *
648  * object + s->objsize
649  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
650  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
651  *      objsize == inuse.
652  *
653  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
654  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
655  *
656  * object + s->inuse
657  *      Meta data starts here.
658  *
659  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
660  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
661  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
662  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
663  *              before the word boundary.
664  *
665  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
666  *
667  * object + s->size
668  *      Nothing is used beyond s->size.
669  *
670  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
671  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
672  * may be used with merged slabcaches.
673  */
674
675 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
676 {
677         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
678
679         if (s->offset)
680                 /* Freepointer is placed after the object. */
681                 off += sizeof(void *);
682
683         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
684                 /* We also have user information there */
685                 off += 2 * sizeof(struct track);
686
687         if (s->size == off)
688                 return 1;
689
690         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
691                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
692 }
693
694 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
695 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
696 {
697         u8 *start;
698         u8 *fault;
699         u8 *end;
700         int length;
701         int remainder;
702
703         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
704                 return 1;
705
706         start = page_address(page);
707         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
708         end = start + length;
709         remainder = length % s->size;
710         if (!remainder)
711                 return 1;
712
713         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
714         if (!fault)
715                 return 1;
716         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
717                 end--;
718
719         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
720         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
721
722         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
723         return 0;
724 }
725
726 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
727                                         void *object, u8 val)
728 {
729         u8 *p = object;
730         u8 *endobject = object + s->objsize;
731
732         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
733                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
734                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
735                         return 0;
736         } else {
737                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
738                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
739                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
740                 }
741         }
742
743         if (s->flags & SLAB_POISON) {
744                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
745                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
746                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
747                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
748                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
749                         return 0;
750                 /*
751                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
752                  */
753                 check_pad_bytes(s, page, p);
754         }
755
756         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
757                 /*
758                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
759                  * freepointer while object is allocated.
760                  */
761                 return 1;
762
763         /* Check free pointer validity */
764         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
765                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
766                 /*
767                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
768                  * of the free objects in this slab. May cause
769                  * another error because the object count is now wrong.
770                  */
771                 set_freepointer(s, p, NULL);
772                 return 0;
773         }
774         return 1;
775 }
776
777 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
778 {
779         int maxobj;
780
781         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
782
783         if (!PageSlab(page)) {
784                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
785                 return 0;
786         }
787
788         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
789         if (page->objects > maxobj) {
790                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
791                         s->name, page->objects, maxobj);
792                 return 0;
793         }
794         if (page->inuse > page->objects) {
795                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
796                         s->name, page->inuse, page->objects);
797                 return 0;
798         }
799         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
800         slab_pad_check(s, page);
801         return 1;
802 }
803
804 /*
805  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
806  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
807  */
808 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
809 {
810         int nr = 0;
811         void *fp = page->freelist;
812         void *object = NULL;
813         unsigned long max_objects;
814
815         while (fp && nr <= page->objects) {
816                 if (fp == search)
817                         return 1;
818                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
819                         if (object) {
820                                 object_err(s, page, object,
821                                         "Freechain corrupt");
822                                 set_freepointer(s, object, NULL);
823                                 break;
824                         } else {
825                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
826                                 page->freelist = NULL;
827                                 page->inuse = page->objects;
828                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
829                                 return 0;
830                         }
831                         break;
832                 }
833                 object = fp;
834                 fp = get_freepointer(s, object);
835                 nr++;
836         }
837
838         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
839         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
840                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
841
842         if (page->objects != max_objects) {
843                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
844                         "should be %d", page->objects, max_objects);
845                 page->objects = max_objects;
846                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
847         }
848         if (page->inuse != page->objects - nr) {
849                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
850                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
851                 page->inuse = page->objects - nr;
852                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
853         }
854         return search == NULL;
855 }
856
857 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
858                                                                 int alloc)
859 {
860         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
861                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
862                         s->name,
863                         alloc ? "alloc" : "free",
864                         object, page->inuse,
865                         page->freelist);
866
867                 if (!alloc)
868                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
869
870                 dump_stack();
871         }
872 }
873
874 /*
875  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
876  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
877  */
878 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
879 {
880         flags &= gfp_allowed_mask;
881         lockdep_trace_alloc(flags);
882         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
883
884         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
885 }
886
887 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
888 {
889         flags &= gfp_allowed_mask;
890         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
891         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
892 }
893
894 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
895 {
896         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
897
898         /*
899          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
900          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
901          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
902          */
903 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
904         {
905                 unsigned long flags;
906
907                 local_irq_save(flags);
908                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
909                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
910                 local_irq_restore(flags);
911         }
912 #endif
913         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
914                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
915 }
916
917 /*
918  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
919  *
920  * list_lock must be held.
921  */
922 static void add_full(struct kmem_cache *s,
923         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
924 {
925         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
926                 return;
927
928         list_add(&page->lru, &n->full);
929 }
930
931 /*
932  * list_lock must be held.
933  */
934 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
935 {
936         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
937                 return;
938
939         list_del(&page->lru);
940 }
941
942 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
943 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
944 {
945         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
946
947         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
948 }
949
950 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
951 {
952         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
953 }
954
955 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
956 {
957         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
958
959         /*
960          * May be called early in order to allocate a slab for the
961          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
962          * dilemma by deferring the increment of the count during
963          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
964          */
965         if (n) {
966                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
967                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
968         }
969 }
970 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
971 {
972         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
973
974         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
975         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
976 }
977
978 /* Object debug checks for alloc/free paths */
979 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
980                                                                 void *object)
981 {
982         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
983                 return;
984
985         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
986         init_tracking(s, object);
987 }
988
989 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
990                                         void *object, unsigned long addr)
991 {
992         if (!check_slab(s, page))
993                 goto bad;
994
995         if (!on_freelist(s, page, object)) {
996                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
997                 goto bad;
998         }
999
1000         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1001                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1002                 goto bad;
1003         }
1004
1005         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1006                 goto bad;
1007
1008         /* Success perform special debug activities for allocs */
1009         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1010                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1011         trace(s, page, object, 1);
1012         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1013         return 1;
1014
1015 bad:
1016         if (PageSlab(page)) {
1017                 /*
1018                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1019                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1020                  * as used avoids touching the remaining objects.
1021                  */
1022                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1023                 page->inuse = page->objects;
1024                 page->freelist = NULL;
1025         }
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1030                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1031 {
1032         if (!check_slab(s, page))
1033                 goto fail;
1034
1035         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1036                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1037                 goto fail;
1038         }
1039
1040         if (on_freelist(s, page, object)) {
1041                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1042                 goto fail;
1043         }
1044
1045         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1046                 return 0;
1047
1048         if (unlikely(s != page->slab)) {
1049                 if (!PageSlab(page)) {
1050                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1051                                 "outside of slab", object);
1052                 } else if (!page->slab) {
1053                         printk(KERN_ERR
1054                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1055                                                 object);
1056                         dump_stack();
1057                 } else
1058                         object_err(s, page, object,
1059                                         "page slab pointer corrupt.");
1060                 goto fail;
1061         }
1062
1063         /* Special debug activities for freeing objects */
1064         if (!page->frozen && !page->freelist) {
1065                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1066
1067                 spin_lock(&n->list_lock);
1068                 remove_full(s, page);
1069                 spin_unlock(&n->list_lock);
1070         }
1071         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1072                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1073         trace(s, page, object, 0);
1074         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1075         return 1;
1076
1077 fail:
1078         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1083 {
1084         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1085         if (*str++ != '=' || !*str)
1086                 /*
1087                  * No options specified. Switch on full debugging.
1088                  */
1089                 goto out;
1090
1091         if (*str == ',')
1092                 /*
1093                  * No options but restriction on slabs. This means full
1094                  * debugging for slabs matching a pattern.
1095                  */
1096                 goto check_slabs;
1097
1098         if (tolower(*str) == 'o') {
1099                 /*
1100                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1101                  * would increase as a result.
1102                  */
1103                 disable_higher_order_debug = 1;
1104                 goto out;
1105         }
1106
1107         slub_debug = 0;
1108         if (*str == '-')
1109                 /*
1110                  * Switch off all debugging measures.
1111                  */
1112                 goto out;
1113
1114         /*
1115          * Determine which debug features should be switched on
1116          */
1117         for (; *str && *str != ','; str++) {
1118                 switch (tolower(*str)) {
1119                 case 'f':
1120                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1121                         break;
1122                 case 'z':
1123                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1124                         break;
1125                 case 'p':
1126                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1127                         break;
1128                 case 'u':
1129                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1130                         break;
1131                 case 't':
1132                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1133                         break;
1134                 case 'a':
1135                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1136                         break;
1137                 default:
1138                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1139                                 "unknown. skipped\n", *str);
1140                 }
1141         }
1142
1143 check_slabs:
1144         if (*str == ',')
1145                 slub_debug_slabs = str + 1;
1146 out:
1147         return 1;
1148 }
1149
1150 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1151
1152 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1153         unsigned long flags, const char *name,
1154         void (*ctor)(void *))
1155 {
1156         /*
1157          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1158          */
1159         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1160                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1161                 flags |= slub_debug;
1162
1163         return flags;
1164 }
1165 #else
1166 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1167                         struct page *page, void *object) {}
1168
1169 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1170         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1171
1172 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1173         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1174
1175 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1176                         { return 1; }
1177 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1178                         void *object, u8 val) { return 1; }
1179 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1180                                         struct page *page) {}
1181 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1182         unsigned long flags, const char *name,
1183         void (*ctor)(void *))
1184 {
1185         return flags;
1186 }
1187 #define slub_debug 0
1188
1189 #define disable_higher_order_debug 0
1190
1191 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1192                                                         { return 0; }
1193 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1194                                                         { return 0; }
1195 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1196                                                         int objects) {}
1197 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1198                                                         int objects) {}
1199
1200 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1201                                                         { return 0; }
1202
1203 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1204                 void *object) {}
1205
1206 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1207
1208 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1209
1210 /*
1211  * Slab allocation and freeing
1212  */
1213 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1214                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1215 {
1216         int order = oo_order(oo);
1217
1218         flags |= __GFP_NOTRACK;
1219
1220         if (node == NUMA_NO_NODE)
1221                 return alloc_pages(flags, order);
1222         else
1223                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1224 }
1225
1226 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1227 {
1228         struct page *page;
1229         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1230         gfp_t alloc_gfp;
1231
1232         flags &= gfp_allowed_mask;
1233
1234         if (flags & __GFP_WAIT)
1235                 local_irq_enable();
1236
1237         flags |= s->allocflags;
1238
1239         /*
1240          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1241          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1242          */
1243         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1244
1245         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1246         if (unlikely(!page)) {
1247                 oo = s->min;
1248                 /*
1249                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1250                  * Try a lower order alloc if possible
1251                  */
1252                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1253
1254                 if (page)
1255                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1256         }
1257
1258         if (flags & __GFP_WAIT)
1259                 local_irq_disable();
1260
1261         if (!page)
1262                 return NULL;
1263
1264         if (kmemcheck_enabled
1265                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1266                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1267
1268                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1269
1270                 /*
1271                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1272                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1273                  */
1274                 if (s->ctor)
1275                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1276                 else
1277                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1278         }
1279
1280         page->objects = oo_objects(oo);
1281         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1282                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1283                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1284                 1 << oo_order(oo));
1285
1286         return page;
1287 }
1288
1289 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1290                                 void *object)
1291 {
1292         setup_object_debug(s, page, object);
1293         if (unlikely(s->ctor))
1294                 s->ctor(object);
1295 }
1296
1297 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1298 {
1299         struct page *page;
1300         void *start;
1301         void *last;
1302         void *p;
1303
1304         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1305
1306         page = allocate_slab(s,
1307                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1308         if (!page)
1309                 goto out;
1310
1311         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1312         page->slab = s;
1313         page->flags |= 1 << PG_slab;
1314
1315         start = page_address(page);
1316
1317         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1318                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1319
1320         last = start;
1321         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1322                 setup_object(s, page, last);
1323                 set_freepointer(s, last, p);
1324                 last = p;
1325         }
1326         setup_object(s, page, last);
1327         set_freepointer(s, last, NULL);
1328
1329         page->freelist = start;
1330         page->inuse = 0;
1331         page->frozen = 1;
1332 out:
1333         return page;
1334 }
1335
1336 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1337 {
1338         int order = compound_order(page);
1339         int pages = 1 << order;
1340
1341         if (kmem_cache_debug(s)) {
1342                 void *p;
1343
1344                 slab_pad_check(s, page);
1345                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1346                                                 page->objects)
1347                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1348         }
1349
1350         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1351
1352         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1353                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1354                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1355                 -pages);
1356
1357         __ClearPageSlab(page);
1358         reset_page_mapcount(page);
1359         if (current->reclaim_state)
1360                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1361         __free_pages(page, order);
1362 }
1363
1364 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1365         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1366
1367 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1368 {
1369         struct page *page;
1370
1371         if (need_reserve_slab_rcu)
1372                 page = virt_to_head_page(h);
1373         else
1374                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1375
1376         __free_slab(page->slab, page);
1377 }
1378
1379 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1380 {
1381         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1382                 struct rcu_head *head;
1383
1384                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1385                         int order = compound_order(page);
1386                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1387
1388                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1389                         head = page_address(page) + offset;
1390                 } else {
1391                         /*
1392                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1393                          */
1394                         head = (void *)&page->lru;
1395                 }
1396
1397                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1398         } else
1399                 __free_slab(s, page);
1400 }
1401
1402 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1403 {
1404         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1405         free_slab(s, page);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Per slab locking using the pagelock
1410  */
1411 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1412 {
1413         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1414 }
1415
1416 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1417 {
1418         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1419 }
1420
1421 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1422 {
1423         int rc = 1;
1424
1425         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1426         return rc;
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Management of partially allocated slabs.
1431  *
1432  * list_lock must be held.
1433  */
1434 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1435                                 struct page *page, int tail)
1436 {
1437         n->nr_partial++;
1438         if (tail)
1439                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1440         else
1441                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * list_lock must be held.
1446  */
1447 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1448                                         struct page *page)
1449 {
1450         list_del(&page->lru);
1451         n->nr_partial--;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1456  * per cpu freelist.
1457  *
1458  * Must hold list_lock.
1459  */
1460 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1461                                                         struct page *page)
1462 {
1463         if (slab_trylock(page)) {
1464                 remove_partial(n, page);
1465                 return 1;
1466         }
1467         return 0;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1472  */
1473 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1474 {
1475         struct page *page;
1476
1477         /*
1478          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1479          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1480          * partial slab and there is none available then get_partials()
1481          * will return NULL.
1482          */
1483         if (!n || !n->nr_partial)
1484                 return NULL;
1485
1486         spin_lock(&n->list_lock);
1487         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1488                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1489                         goto out;
1490         page = NULL;
1491 out:
1492         spin_unlock(&n->list_lock);
1493         return page;
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1498  */
1499 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1500 {
1501 #ifdef CONFIG_NUMA
1502         struct zonelist *zonelist;
1503         struct zoneref *z;
1504         struct zone *zone;
1505         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1506         struct page *page;
1507
1508         /*
1509          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1510          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1511          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1512          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1513          *
1514          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1515          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1516          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1517          * from other nodes and filled up.
1518          *
1519          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1520          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1521          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1522          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1523          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1524          * with available objects.
1525          */
1526         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1527                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1528                 return NULL;
1529
1530         get_mems_allowed();
1531         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1532         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1533                 struct kmem_cache_node *n;
1534
1535                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1536
1537                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1538                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1539                         page = get_partial_node(n);
1540                         if (page) {
1541                                 put_mems_allowed();
1542                                 return page;
1543                         }
1544                 }
1545         }
1546         put_mems_allowed();
1547 #endif
1548         return NULL;
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Get a partial page, lock it and return it.
1553  */
1554 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1555 {
1556         struct page *page;
1557         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1558
1559         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1560         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1561                 return page;
1562
1563         return get_any_partial(s, flags);
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Move a page back to the lists.
1568  *
1569  * Must be called with the slab lock held.
1570  *
1571  * On exit the slab lock will have been dropped.
1572  */
1573 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1574         __releases(bitlock)
1575 {
1576         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1577
1578         if (page->inuse) {
1579
1580                 if (page->freelist) {
1581                         spin_lock(&n->list_lock);
1582                         add_partial(n, page, tail);
1583                         spin_unlock(&n->list_lock);
1584                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1585                 } else {
1586                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1587                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER)) {
1588                                 spin_lock(&n->list_lock);
1589                                 add_full(s, n, page);
1590                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1591                         }
1592                 }
1593                 slab_unlock(page);
1594         } else {
1595                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1596                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1597                         /*
1598                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1599                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1600                          * to come after the other slabs with objects in
1601                          * so that the others get filled first. That way the
1602                          * size of the partial list stays small.
1603                          *
1604                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1605                          * the partial list.
1606                          */
1607                         spin_lock(&n->list_lock);
1608                         add_partial(n, page, 1);
1609                         spin_unlock(&n->list_lock);
1610                         slab_unlock(page);
1611                 } else {
1612                         slab_unlock(page);
1613                         stat(s, FREE_SLAB);
1614                         discard_slab(s, page);
1615                 }
1616         }
1617 }
1618
1619 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1620 /*
1621  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1622  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1623  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1624  */
1625 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1626 #else
1627 /*
1628  * No preemption supported therefore also no need to check for
1629  * different cpus.
1630  */
1631 #define TID_STEP 1
1632 #endif
1633
1634 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1635 {
1636         return tid + TID_STEP;
1637 }
1638
1639 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1640 {
1641         return tid % TID_STEP;
1642 }
1643
1644 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1645 {
1646         return tid / TID_STEP;
1647 }
1648
1649 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1650 {
1651         return cpu;
1652 }
1653
1654 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1655                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1656 {
1657 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1658         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1659
1660         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1661
1662 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1663         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1664                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1665                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1666         else
1667 #endif
1668         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1669                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1670                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1671         else
1672                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1673                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1674 #endif
1675         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1676 }
1677
1678 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1679 {
1680         int cpu;
1681
1682         for_each_possible_cpu(cpu)
1683                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1684 }
1685 /*
1686  * Remove the cpu slab
1687  */
1688 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1689         __releases(bitlock)
1690 {
1691         struct page *page = c->page;
1692         int tail = 1;
1693
1694         if (page->freelist)
1695                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1696         /*
1697          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1698          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1699          * to occur.
1700          */
1701         while (unlikely(c->freelist)) {
1702                 void **object;
1703
1704                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1705
1706                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1707                 object = c->freelist;
1708                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1709
1710                 /* And put onto the regular freelist */
1711                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1712                 page->freelist = object;
1713                 page->inuse--;
1714         }
1715         c->page = NULL;
1716         c->tid = next_tid(c->tid);
1717         page->frozen = 0;
1718         unfreeze_slab(s, page, tail);
1719 }
1720
1721 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1722 {
1723         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1724         slab_lock(c->page);
1725         deactivate_slab(s, c);
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Flush cpu slab.
1730  *
1731  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1732  */
1733 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1734 {
1735         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1736
1737         if (likely(c && c->page))
1738                 flush_slab(s, c);
1739 }
1740
1741 static void flush_cpu_slab(void *d)
1742 {
1743         struct kmem_cache *s = d;
1744
1745         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1746 }
1747
1748 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1749 {
1750         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1755  * locality expectations.
1756  */
1757 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1758 {
1759 #ifdef CONFIG_NUMA
1760         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1761                 return 0;
1762 #endif
1763         return 1;
1764 }
1765
1766 static int count_free(struct page *page)
1767 {
1768         return page->objects - page->inuse;
1769 }
1770
1771 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1772                                         int (*get_count)(struct page *))
1773 {
1774         unsigned long flags;
1775         unsigned long x = 0;
1776         struct page *page;
1777
1778         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1779         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1780                 x += get_count(page);
1781         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1782         return x;
1783 }
1784
1785 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1786 {
1787 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1788         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1789 #else
1790         return 0;
1791 #endif
1792 }
1793
1794 static noinline void
1795 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1796 {
1797         int node;
1798
1799         printk(KERN_WARNING
1800                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1801                 nid, gfpflags);
1802         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1803                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1804                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1805
1806         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1807                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1808                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1809
1810         for_each_online_node(node) {
1811                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1812                 unsigned long nr_slabs;
1813                 unsigned long nr_objs;
1814                 unsigned long nr_free;
1815
1816                 if (!n)
1817                         continue;
1818
1819                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1820                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1821                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1822
1823                 printk(KERN_WARNING
1824                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1825                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1826         }
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1831  * debugging duties.
1832  *
1833  * Interrupts are disabled.
1834  *
1835  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1836  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1837  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1838  *
1839  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1840  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1841  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1842  *
1843  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1844  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1845  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1846  */
1847 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1848                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1849 {
1850         void **object;
1851         struct page *page;
1852         unsigned long flags;
1853
1854         local_irq_save(flags);
1855 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1856         /*
1857          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1858          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1859          * pointer.
1860          */
1861         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1862 #endif
1863
1864         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1865         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1866
1867         page = c->page;
1868         if (!page)
1869                 goto new_slab;
1870
1871         slab_lock(page);
1872         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1873                 goto another_slab;
1874
1875         stat(s, ALLOC_REFILL);
1876
1877 load_freelist:
1878         VM_BUG_ON(!page->frozen);
1879
1880         object = page->freelist;
1881         if (unlikely(!object))
1882                 goto another_slab;
1883         if (kmem_cache_debug(s))
1884                 goto debug;
1885
1886         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1887         page->inuse = page->objects;
1888         page->freelist = NULL;
1889
1890         slab_unlock(page);
1891         c->tid = next_tid(c->tid);
1892         local_irq_restore(flags);
1893         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1894         return object;
1895
1896 another_slab:
1897         deactivate_slab(s, c);
1898
1899 new_slab:
1900         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1901         if (page) {
1902                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1903                 page->frozen = 1;
1904                 c->node = page_to_nid(page);
1905                 c->page = page;
1906                 goto load_freelist;
1907         }
1908
1909         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1910
1911         if (page) {
1912                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1913                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1914                 if (c->page)
1915                         flush_slab(s, c);
1916
1917                 slab_lock(page);
1918                 page->frozen = 1;
1919                 c->node = page_to_nid(page);
1920                 c->page = page;
1921                 goto load_freelist;
1922         }
1923         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1924                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1925         local_irq_restore(flags);
1926         return NULL;
1927 debug:
1928         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1929                 goto another_slab;
1930
1931         page->inuse++;
1932         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1933         deactivate_slab(s, c);
1934         c->page = NULL;
1935         c->node = NUMA_NO_NODE;
1936         local_irq_restore(flags);
1937         return object;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1942  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1943  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1944  *
1945  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1946  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1947  *
1948  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1949  */
1950 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1951                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1952 {
1953         void **object;
1954         struct kmem_cache_cpu *c;
1955         unsigned long tid;
1956
1957         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1958                 return NULL;
1959
1960 redo:
1961
1962         /*
1963          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1964          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1965          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1966          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1967          */
1968         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1969
1970         /*
1971          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1972          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1973          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1974          * linked list in between.
1975          */
1976         tid = c->tid;
1977         barrier();
1978
1979         object = c->freelist;
1980         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1981
1982                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1983
1984         else {
1985                 /*
1986                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
1987                  * operation and if we are on the right processor.
1988                  *
1989                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1990                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1991                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1992                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1993                  *
1994                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1995                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1996                  */
1997                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
1998                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1999                                 object, tid,
2000                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2001
2002                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2003                         goto redo;
2004                 }
2005                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2006         }
2007
2008         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2009                 memset(object, 0, s->objsize);
2010
2011         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2012
2013         return object;
2014 }
2015
2016 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2017 {
2018         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2019
2020         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2021
2022         return ret;
2023 }
2024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2025
2026 #ifdef CONFIG_TRACING
2027 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2028 {
2029         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2030         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2031         return ret;
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2034
2035 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2036 {
2037         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2038         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2039         return ret;
2040 }
2041 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2042 #endif
2043
2044 #ifdef CONFIG_NUMA
2045 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2046 {
2047         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2048
2049         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2050                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2051
2052         return ret;
2053 }
2054 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2055
2056 #ifdef CONFIG_TRACING
2057 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2058                                     gfp_t gfpflags,
2059                                     int node, size_t size)
2060 {
2061         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2062
2063         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2064                            size, s->size, gfpflags, node);
2065         return ret;
2066 }
2067 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2068 #endif
2069 #endif
2070
2071 /*
2072  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2073  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2074  *
2075  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2076  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2077  * handling required then we can return immediately.
2078  */
2079 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2080                         void *x, unsigned long addr)
2081 {
2082         void *prior;
2083         void **object = (void *)x;
2084         unsigned long flags;
2085
2086         local_irq_save(flags);
2087         slab_lock(page);
2088         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2089
2090         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2091                 goto out_unlock;
2092
2093         prior = page->freelist;
2094         set_freepointer(s, object, prior);
2095         page->freelist = object;
2096         page->inuse--;
2097
2098         if (unlikely(page->frozen)) {
2099                 stat(s, FREE_FROZEN);
2100                 goto out_unlock;
2101         }
2102
2103         if (unlikely(!page->inuse))
2104                 goto slab_empty;
2105
2106         /*
2107          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2108          * then add it.
2109          */
2110         if (unlikely(!prior)) {
2111                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2112
2113                 spin_lock(&n->list_lock);
2114                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2115                 spin_unlock(&n->list_lock);
2116                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2117         }
2118
2119 out_unlock:
2120         slab_unlock(page);
2121         local_irq_restore(flags);
2122         return;
2123
2124 slab_empty:
2125         if (prior) {
2126                 /*
2127                  * Slab still on the partial list.
2128                  */
2129                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
2130
2131                 spin_lock(&n->list_lock);
2132                 remove_partial(n, page);
2133                 spin_unlock(&n->list_lock);
2134                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2135         }
2136         slab_unlock(page);
2137         local_irq_restore(flags);
2138         stat(s, FREE_SLAB);
2139         discard_slab(s, page);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2144  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2145  *
2146  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2147  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2148  * the item before.
2149  *
2150  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2151  * with all sorts of special processing.
2152  */
2153 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2154                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2155 {
2156         void **object = (void *)x;
2157         struct kmem_cache_cpu *c;
2158         unsigned long tid;
2159
2160         slab_free_hook(s, x);
2161
2162 redo:
2163
2164         /*
2165          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2166          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2167          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2168          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2169          */
2170         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2171
2172         tid = c->tid;
2173         barrier();
2174
2175         if (likely(page == c->page)) {
2176                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2177
2178                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2179                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2180                                 c->freelist, tid,
2181                                 object, next_tid(tid)))) {
2182
2183                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2184                         goto redo;
2185                 }
2186                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2187         } else
2188                 __slab_free(s, page, x, addr);
2189
2190 }
2191
2192 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2193 {
2194         struct page *page;
2195
2196         page = virt_to_head_page(x);
2197
2198         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2199
2200         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2201 }
2202 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2203
2204 /*
2205  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2206  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2207  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2208  * another.
2209  *
2210  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2211  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2212  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2213  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2214  * locking overhead.
2215  */
2216
2217 /*
2218  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2219  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2220  * and increases the number of allocations possible without having to
2221  * take the list_lock.
2222  */
2223 static int slub_min_order;
2224 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2225 static int slub_min_objects;
2226
2227 /*
2228  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2229  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2230  */
2231 static int slub_nomerge;
2232
2233 /*
2234  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2235  *
2236  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2237  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2238  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2239  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2240  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2241  * would be wasted.
2242  *
2243  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2244  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2245  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2246  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2247  *
2248  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2249  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2250  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2251  * of space in favor of a small page order.
2252  *
2253  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2254  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2255  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2256  * the smallest order which will fit the object.
2257  */
2258 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2259                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2260 {
2261         int order;
2262         int rem;
2263         int min_order = slub_min_order;
2264
2265         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2266                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2267
2268         for (order = max(min_order,
2269                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2270                         order <= max_order; order++) {
2271
2272                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2273
2274                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2275                         continue;
2276
2277                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2278
2279                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2280                         break;
2281
2282         }
2283
2284         return order;
2285 }
2286
2287 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2288 {
2289         int order;
2290         int min_objects;
2291         int fraction;
2292         int max_objects;
2293
2294         /*
2295          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2296          * works by first attempting to generate a layout with
2297          * the best configuration and backing off gradually.
2298          *
2299          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2300          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2301          */
2302         min_objects = slub_min_objects;
2303         if (!min_objects)
2304                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2305         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2306         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2307
2308         while (min_objects > 1) {
2309                 fraction = 16;
2310                 while (fraction >= 4) {
2311                         order = slab_order(size, min_objects,
2312                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2313                         if (order <= slub_max_order)
2314                                 return order;
2315                         fraction /= 2;
2316                 }
2317                 min_objects--;
2318         }
2319
2320         /*
2321          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2322          * lets see if we can place a single object there.
2323          */
2324         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2325         if (order <= slub_max_order)
2326                 return order;
2327
2328         /*
2329          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2330          */
2331         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2332         if (order < MAX_ORDER)
2333                 return order;
2334         return -ENOSYS;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2339  */
2340 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2341                 unsigned long align, unsigned long size)
2342 {
2343         /*
2344          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2345          * suggestion if the object is sufficiently large.
2346          *
2347          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2348          * alignment though. If that is greater then use it.
2349          */
2350         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2351                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2352                 while (size <= ralign / 2)
2353                         ralign /= 2;
2354                 align = max(align, ralign);
2355         }
2356
2357         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2358                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2359
2360         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2361 }
2362
2363 static void
2364 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2365 {
2366         n->nr_partial = 0;
2367         spin_lock_init(&n->list_lock);
2368         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2369 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2370         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2371         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2372         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2373 #endif
2374 }
2375
2376 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2377 {
2378         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2379                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2380
2381         /*
2382          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2383          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2384          */
2385         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2386                                      2 * sizeof(void *));
2387
2388         if (!s->cpu_slab)
2389                 return 0;
2390
2391         init_kmem_cache_cpus(s);
2392
2393         return 1;
2394 }
2395
2396 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2397
2398 /*
2399  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2400  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2401  * possible.
2402  *
2403  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2404  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2405  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2406  */
2407 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2408 {
2409         struct page *page;
2410         struct kmem_cache_node *n;
2411
2412         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2413
2414         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2415
2416         BUG_ON(!page);
2417         if (page_to_nid(page) != node) {
2418                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2419                                 "node %d\n", node);
2420                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2421                                 "in order to be able to continue\n");
2422         }
2423
2424         n = page->freelist;
2425         BUG_ON(!n);
2426         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2427         page->inuse++;
2428         page->frozen = 0;
2429         kmem_cache_node->node[node] = n;
2430 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2431         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2432         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2433 #endif
2434         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2435         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2436
2437         add_partial(n, page, 0);
2438 }
2439
2440 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2441 {
2442         int node;
2443
2444         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2445                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2446
2447                 if (n)
2448                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2449
2450                 s->node[node] = NULL;
2451         }
2452 }
2453
2454 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2455 {
2456         int node;
2457
2458         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2459                 struct kmem_cache_node *n;
2460
2461                 if (slab_state == DOWN) {
2462                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2463                         continue;
2464                 }
2465                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2466                                                 GFP_KERNEL, node);
2467
2468                 if (!n) {
2469                         free_kmem_cache_nodes(s);
2470                         return 0;
2471                 }
2472
2473                 s->node[node] = n;
2474                 init_kmem_cache_node(n, s);
2475         }
2476         return 1;
2477 }
2478
2479 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2480 {
2481         if (min < MIN_PARTIAL)
2482                 min = MIN_PARTIAL;
2483         else if (min > MAX_PARTIAL)
2484                 min = MAX_PARTIAL;
2485         s->min_partial = min;
2486 }
2487
2488 /*
2489  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2490  * a slab object.
2491  */
2492 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2493 {
2494         unsigned long flags = s->flags;
2495         unsigned long size = s->objsize;
2496         unsigned long align = s->align;
2497         int order;
2498
2499         /*
2500          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2501          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2502          * the possible location of the free pointer.
2503          */
2504         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2505
2506 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2507         /*
2508          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2509          * the slab may touch the object after free or before allocation
2510          * then we should never poison the object itself.
2511          */
2512         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2513                         !s->ctor)
2514                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2515         else
2516                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2517
2518
2519         /*
2520          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2521          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2522          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2523          */
2524         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2525                 size += sizeof(void *);
2526 #endif
2527
2528         /*
2529          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2530          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2531          */
2532         s->inuse = size;
2533
2534         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2535                 s->ctor)) {
2536                 /*
2537                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2538                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2539                  * kmem_cache_free.
2540                  *
2541                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2542                  * destructor or are poisoning the objects.
2543                  */
2544                 s->offset = size;
2545                 size += sizeof(void *);
2546         }
2547
2548 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2549         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2550                 /*
2551                  * Need to store information about allocs and frees after
2552                  * the object.
2553                  */
2554                 size += 2 * sizeof(struct track);
2555
2556         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2557                 /*
2558                  * Add some empty padding so that we can catch
2559                  * overwrites from earlier objects rather than let
2560                  * tracking information or the free pointer be
2561                  * corrupted if a user writes before the start
2562                  * of the object.
2563                  */
2564                 size += sizeof(void *);
2565 #endif
2566
2567         /*
2568          * Determine the alignment based on various parameters that the
2569          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2570          * on bootup.
2571          */
2572         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2573         s->align = align;
2574
2575         /*
2576          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2577          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2578          * each object to conform to the alignment.
2579          */
2580         size = ALIGN(size, align);
2581         s->size = size;
2582         if (forced_order >= 0)
2583                 order = forced_order;
2584         else
2585                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2586
2587         if (order < 0)
2588                 return 0;
2589
2590         s->allocflags = 0;
2591         if (order)
2592                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2593
2594         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2595                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2596
2597         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2598                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2599
2600         /*
2601          * Determine the number of objects per slab
2602          */
2603         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2604         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2605         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2606                 s->max = s->oo;
2607
2608         return !!oo_objects(s->oo);
2609
2610 }
2611
2612 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2613                 const char *name, size_t size,
2614                 size_t align, unsigned long flags,
2615                 void (*ctor)(void *))
2616 {
2617         memset(s, 0, kmem_size);
2618         s->name = name;
2619         s->ctor = ctor;
2620         s->objsize = size;
2621         s->align = align;
2622         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2623         s->reserved = 0;
2624
2625         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2626                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2627
2628         if (!calculate_sizes(s, -1))
2629                 goto error;
2630         if (disable_higher_order_debug) {
2631                 /*
2632                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2633                  * order increased.
2634                  */
2635                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2636                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2637                         s->offset = 0;
2638                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2639                                 goto error;
2640                 }
2641         }
2642
2643 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
2644         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
2645                 /* Enable fast mode */
2646                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
2647 #endif
2648
2649         /*
2650          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2651          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2652          */
2653         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2654         s->refcount = 1;
2655 #ifdef CONFIG_NUMA
2656         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2657 #endif
2658         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2659                 goto error;
2660
2661         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2662                 return 1;
2663
2664         free_kmem_cache_nodes(s);
2665 error:
2666         if (flags & SLAB_PANIC)
2667                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2668                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2669                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2670                         s->offset, flags);
2671         return 0;
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Determine the size of a slab object
2676  */
2677 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2678 {
2679         return s->objsize;
2680 }
2681 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2682
2683 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2684                                                         const char *text)
2685 {
2686 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2687         void *addr = page_address(page);
2688         void *p;
2689         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2690                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2691         if (!map)
2692                 return;
2693         slab_err(s, page, "%s", text);
2694         slab_lock(page);
2695
2696         get_map(s, page, map);
2697         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2698
2699                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2700                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2701                                                         p, p - addr);
2702                         print_tracking(s, p);
2703                 }
2704         }
2705         slab_unlock(page);
2706         kfree(map);
2707 #endif
2708 }
2709
2710 /*
2711  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2712  */
2713 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2714 {
2715         unsigned long flags;
2716         struct page *page, *h;
2717
2718         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2719         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2720                 if (!page->inuse) {
2721                         remove_partial(n, page);
2722                         discard_slab(s, page);
2723                 } else {
2724                         list_slab_objects(s, page,
2725                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2726                 }
2727         }
2728         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * Release all resources used by a slab cache.
2733  */
2734 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2735 {
2736         int node;
2737
2738         flush_all(s);
2739         free_percpu(s->cpu_slab);
2740         /* Attempt to free all objects */
2741         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2742                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2743
2744                 free_partial(s, n);
2745                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2746                         return 1;
2747         }
2748         free_kmem_cache_nodes(s);
2749         return 0;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2754  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2755  */
2756 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2757 {
2758         down_write(&slub_lock);
2759         s->refcount--;
2760         if (!s->refcount) {
2761                 list_del(&s->list);
2762                 if (kmem_cache_close(s)) {
2763                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2764                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2765                         dump_stack();
2766                 }
2767                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2768                         rcu_barrier();
2769                 sysfs_slab_remove(s);
2770         }
2771         up_write(&slub_lock);
2772 }
2773 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2774
2775 /********************************************************************
2776  *              Kmalloc subsystem
2777  *******************************************************************/
2778
2779 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2780 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2781
2782 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2783
2784 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2785 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2786 #endif
2787
2788 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2789 {
2790         get_option(&str, &slub_min_order);
2791
2792         return 1;
2793 }
2794
2795 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2796
2797 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2798 {
2799         get_option(&str, &slub_max_order);
2800         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2801
2802         return 1;
2803 }
2804
2805 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2806
2807 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2808 {
2809         get_option(&str, &slub_min_objects);
2810
2811         return 1;
2812 }
2813
2814 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2815
2816 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2817 {
2818         slub_nomerge = 1;
2819         return 1;
2820 }
2821
2822 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2823
2824 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2825                                                 int size, unsigned int flags)
2826 {
2827         struct kmem_cache *s;
2828
2829         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2830
2831         /*
2832          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2833          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2834          */
2835         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2836                                                                 flags, NULL))
2837                 goto panic;
2838
2839         list_add(&s->list, &slab_caches);
2840         return s;
2841
2842 panic:
2843         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2844         return NULL;
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2849  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2850  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2851  * fls.
2852  */
2853 static s8 size_index[24] = {
2854         3,      /* 8 */
2855         4,      /* 16 */
2856         5,      /* 24 */
2857         5,      /* 32 */
2858         6,      /* 40 */
2859         6,      /* 48 */
2860         6,      /* 56 */
2861         6,      /* 64 */
2862         1,      /* 72 */
2863         1,      /* 80 */
2864         1,      /* 88 */
2865         1,      /* 96 */
2866         7,      /* 104 */
2867         7,      /* 112 */
2868         7,      /* 120 */
2869         7,      /* 128 */
2870         2,      /* 136 */
2871         2,      /* 144 */
2872         2,      /* 152 */
2873         2,      /* 160 */
2874         2,      /* 168 */
2875         2,      /* 176 */
2876         2,      /* 184 */
2877         2       /* 192 */
2878 };
2879
2880 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2881 {
2882         return (bytes - 1) / 8;
2883 }
2884
2885 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2886 {
2887         int index;
2888
2889         if (size <= 192) {
2890                 if (!size)
2891                         return ZERO_SIZE_PTR;
2892
2893                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2894         } else
2895                 index = fls(size - 1);
2896
2897 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2898         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2899                 return kmalloc_dma_caches[index];
2900
2901 #endif
2902         return kmalloc_caches[index];
2903 }
2904
2905 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2906 {
2907         struct kmem_cache *s;
2908         void *ret;
2909
2910         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2911                 return kmalloc_large(size, flags);
2912
2913         s = get_slab(size, flags);
2914
2915         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2916                 return s;
2917
2918         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2919
2920         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2921
2922         return ret;
2923 }
2924 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2925
2926 #ifdef CONFIG_NUMA
2927 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2928 {
2929         struct page *page;
2930         void *ptr = NULL;
2931
2932         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2933         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2934         if (page)
2935                 ptr = page_address(page);
2936
2937         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2938         return ptr;
2939 }
2940
2941 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2942 {
2943         struct kmem_cache *s;
2944         void *ret;
2945
2946         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2947                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2948
2949                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2950                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2951                                    flags, node);
2952
2953                 return ret;
2954         }
2955
2956         s = get_slab(size, flags);
2957
2958         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2959                 return s;
2960
2961         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2962
2963         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2964
2965         return ret;
2966 }
2967 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2968 #endif
2969
2970 size_t ksize(const void *object)
2971 {
2972         struct page *page;
2973
2974         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2975                 return 0;
2976
2977         page = virt_to_head_page(object);
2978
2979         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2980                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2981                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2982         }
2983
2984         return slab_ksize(page->slab);
2985 }
2986 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2987
2988 void kfree(const void *x)
2989 {
2990         struct page *page;
2991         void *object = (void *)x;
2992
2993         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2994
2995         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2996                 return;
2997
2998         page = virt_to_head_page(x);
2999         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3000                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3001                 kmemleak_free(x);
3002                 put_page(page);
3003                 return;
3004         }
3005         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3008
3009 /*
3010  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3011  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3012  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3013  * and thus they can be removed from the partial lists.
3014  *
3015  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3016  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3017  * are freed in them.
3018  */
3019 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3020 {
3021         int node;
3022         int i;
3023         struct kmem_cache_node *n;
3024         struct page *page;
3025         struct page *t;
3026         int objects = oo_objects(s->max);
3027         struct list_head *slabs_by_inuse =
3028                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3029         unsigned long flags;
3030
3031         if (!slabs_by_inuse)
3032                 return -ENOMEM;
3033
3034         flush_all(s);
3035         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3036                 n = get_node(s, node);
3037
3038                 if (!n->nr_partial)
3039                         continue;
3040
3041                 for (i = 0; i < objects; i++)
3042                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3043
3044                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3045
3046                 /*
3047                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3048                  *
3049                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3050                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3051                  */
3052                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3053                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3054                                 /*
3055                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3056                                  * may have freed the last object and be
3057                                  * waiting to release the slab.
3058                                  */
3059                                 remove_partial(n, page);
3060                                 slab_unlock(page);
3061                                 discard_slab(s, page);
3062                         } else {
3063                                 list_move(&page->lru,
3064                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3065                         }
3066                 }
3067
3068                 /*
3069                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3070                  * first and the least used slabs at the end.
3071                  */
3072                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3073                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3074
3075                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3076         }
3077
3078         kfree(slabs_by_inuse);
3079         return 0;
3080 }
3081 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3082
3083 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3084 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3085 {
3086         struct kmem_cache *s;
3087
3088         down_read(&slub_lock);
3089         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3090                 kmem_cache_shrink(s);
3091         up_read(&slub_lock);
3092
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3097 {
3098         struct kmem_cache_node *n;
3099         struct kmem_cache *s;
3100         struct memory_notify *marg = arg;
3101         int offline_node;
3102
3103         offline_node = marg->status_change_nid;
3104
3105         /*
3106          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3107          * for it yet.
3108          */
3109         if (offline_node < 0)
3110                 return;
3111
3112         down_read(&slub_lock);
3113         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3114                 n = get_node(s, offline_node);
3115                 if (n) {
3116                         /*
3117                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3118                          * that is going down. We were unable to free them,
3119                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3120                          * callback. So, we must fail.
3121                          */
3122                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3123
3124                         s->node[offline_node] = NULL;
3125                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3126                 }
3127         }
3128         up_read(&slub_lock);
3129 }
3130
3131 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3132 {
3133         struct kmem_cache_node *n;
3134         struct kmem_cache *s;
3135         struct memory_notify *marg = arg;
3136         int nid = marg->status_change_nid;
3137         int ret = 0;
3138
3139         /*
3140          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3141          * already created. Nothing to do.
3142          */
3143         if (nid < 0)
3144                 return 0;
3145
3146         /*
3147          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3148          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3149          * online.
3150          */
3151         down_read(&slub_lock);
3152         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3153                 /*
3154                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3155                  *      since memory is not yet available from the node that
3156                  *      is brought up.
3157                  */
3158                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3159                 if (!n) {
3160                         ret = -ENOMEM;
3161                         goto out;
3162                 }
3163                 init_kmem_cache_node(n, s);
3164                 s->node[nid] = n;
3165         }
3166 out:
3167         up_read(&slub_lock);
3168         return ret;
3169 }
3170
3171 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3172                                 unsigned long action, void *arg)
3173 {
3174         int ret = 0;
3175
3176         switch (action) {
3177         case MEM_GOING_ONLINE:
3178                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3179                 break;
3180         case MEM_GOING_OFFLINE:
3181                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3182                 break;
3183         case MEM_OFFLINE:
3184         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3185                 slab_mem_offline_callback(arg);
3186                 break;
3187         case MEM_ONLINE:
3188         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3189                 break;
3190         }
3191         if (ret)
3192                 ret = notifier_from_errno(ret);
3193         else
3194                 ret = NOTIFY_OK;
3195         return ret;
3196 }
3197
3198 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3199
3200 /********************************************************************
3201  *                      Basic setup of slabs
3202  *******************************************************************/
3203
3204 /*
3205  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3206  * the page allocator
3207  */
3208
3209 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3210 {
3211         int node;
3212
3213         list_add(&s->list, &slab_caches);
3214         s->refcount = -1;
3215
3216         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3217                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3218                 struct page *p;
3219
3220                 if (n) {
3221                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3222                                 p->slab = s;
3223
3224 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3225                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3226                                 p->slab = s;
3227 #endif
3228                 }
3229         }
3230 }
3231
3232 void __init kmem_cache_init(void)
3233 {
3234         int i;
3235         int caches = 0;
3236         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3237         int order;
3238         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3239         unsigned long kmalloc_size;
3240
3241         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3242                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3243
3244         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3245         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3246         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3247         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3248
3249         /*
3250          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3251          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3252          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3253          */
3254         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3255
3256         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3257                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3258                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3259
3260         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3261
3262         /* Able to allocate the per node structures */
3263         slab_state = PARTIAL;
3264
3265         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3266         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3267                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3268         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3269         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3270
3271         /*
3272          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3273          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3274          * update any list pointers.
3275          */
3276         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3277
3278         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3279         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3280
3281         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3282
3283         caches++;
3284         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3285         caches++;
3286         /* Free temporary boot structure */
3287         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3288
3289         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3290
3291         /*
3292          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3293          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3294          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3295          *
3296          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3297          * handle the index determination for the smaller caches.
3298          *
3299          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3300          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3301          */
3302         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3303                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3304
3305         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3306                 int elem = size_index_elem(i);
3307                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3308                         break;
3309                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3310         }
3311
3312         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3313                 /*
3314                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3315                  * is 64 byte.
3316                  */
3317                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3318                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3319         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3320                 /*
3321                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3322                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3323                  * instead.
3324                  */
3325                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3326                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3327         }
3328
3329         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3330         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3331                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3332                 caches++;
3333         }
3334
3335         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3336                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3337                 caches++;
3338         }
3339
3340         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3341                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3342                 caches++;
3343         }
3344
3345         slab_state = UP;
3346
3347         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3348         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3349                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3350                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3351         }
3352
3353         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3354                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3355                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3356         }
3357
3358         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3359                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3360
3361                 BUG_ON(!s);
3362                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3363         }
3364
3365 #ifdef CONFIG_SMP
3366         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3367 #endif
3368
3369 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3370         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3371                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3372
3373                 if (s && s->size) {
3374                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3375                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3376
3377                         BUG_ON(!name);
3378                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3379                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3380                 }
3381         }
3382 #endif
3383         printk(KERN_INFO
3384                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3385                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3386                 caches, cache_line_size(),
3387                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3388                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3389 }
3390
3391 void __init kmem_cache_init_late(void)
3392 {
3393 }
3394
3395 /*
3396  * Find a mergeable slab cache
3397  */
3398 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3399 {
3400         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3401                 return 1;
3402
3403         if (s->ctor)
3404                 return 1;
3405
3406         /*
3407          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3408          */
3409         if (s->refcount < 0)
3410                 return 1;
3411
3412         return 0;
3413 }
3414
3415 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3416                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3417                 void (*ctor)(void *))
3418 {
3419         struct kmem_cache *s;
3420
3421         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3422                 return NULL;
3423
3424         if (ctor)
3425                 return NULL;
3426
3427         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3428         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3429         size = ALIGN(size, align);
3430         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3431
3432         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3433                 if (slab_unmergeable(s))
3434                         continue;
3435
3436                 if (size > s->size)
3437                         continue;
3438
3439                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3440                                 continue;
3441                 /*
3442                  * Check if alignment is compatible.
3443                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3444                  */
3445                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3446                         continue;
3447
3448                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3449                         continue;
3450
3451                 return s;
3452         }
3453         return NULL;
3454 }
3455
3456 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3457                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3458 {
3459         struct kmem_cache *s;
3460         char *n;
3461
3462         if (WARN_ON(!name))
3463                 return NULL;
3464
3465         down_write(&slub_lock);
3466         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3467         if (s) {
3468                 s->refcount++;
3469                 /*
3470                  * Adjust the object sizes so that we clear
3471                  * the complete object on kzalloc.
3472                  */
3473                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3474                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3475
3476                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3477                         s->refcount--;
3478                         goto err;
3479                 }
3480                 up_write(&slub_lock);
3481                 return s;
3482         }
3483
3484         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3485         if (!n)
3486                 goto err;
3487
3488         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3489         if (s) {
3490                 if (kmem_cache_open(s, n,
3491                                 size, align, flags, ctor)) {
3492                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3493                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3494                                 list_del(&s->list);
3495                                 kfree(n);
3496                                 kfree(s);
3497                                 goto err;
3498                         }
3499                         up_write(&slub_lock);
3500                         return s;
3501                 }
3502                 kfree(n);
3503                 kfree(s);
3504         }
3505 err:
3506         up_write(&slub_lock);
3507
3508         if (flags & SLAB_PANIC)
3509                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3510         else
3511                 s = NULL;
3512         return s;
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3515
3516 #ifdef CONFIG_SMP
3517 /*
3518  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3519  * necessary.
3520  */
3521 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3522                 unsigned long action, void *hcpu)
3523 {
3524         long cpu = (long)hcpu;
3525         struct kmem_cache *s;
3526         unsigned long flags;
3527
3528         switch (action) {
3529         case CPU_UP_CANCELED:
3530         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3531         case CPU_DEAD:
3532         case CPU_DEAD_FROZEN:
3533                 down_read(&slub_lock);
3534                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3535                         local_irq_save(flags);
3536                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3537                         local_irq_restore(flags);
3538                 }
3539                 up_read(&slub_lock);
3540                 break;
3541         default:
3542                 break;
3543         }
3544         return NOTIFY_OK;
3545 }
3546
3547 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3548         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3549 };
3550
3551 #endif
3552
3553 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3554 {
3555         struct kmem_cache *s;
3556         void *ret;
3557
3558         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3559                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3560
3561         s = get_slab(size, gfpflags);
3562
3563         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3564                 return s;
3565
3566         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3567
3568         /* Honor the call site pointer we received. */
3569         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3570
3571         return ret;
3572 }
3573
3574 #ifdef CONFIG_NUMA
3575 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3576                                         int node, unsigned long caller)
3577 {
3578         struct kmem_cache *s;
3579         void *ret;
3580
3581         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3582                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3583
3584                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3585                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3586                                    gfpflags, node);
3587
3588                 return ret;
3589         }
3590
3591         s = get_slab(size, gfpflags);
3592
3593         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3594                 return s;
3595
3596         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3597
3598         /* Honor the call site pointer we received. */
3599         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3600
3601         return ret;
3602 }
3603 #endif
3604
3605 #ifdef CONFIG_SYSFS
3606 static int count_inuse(struct page *page)
3607 {
3608         return page->inuse;
3609 }
3610
3611 static int count_total(struct page *page)
3612 {
3613         return page->objects;
3614 }
3615 #endif
3616
3617 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3618 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3619                                                 unsigned long *map)
3620 {
3621         void *p;
3622         void *addr = page_address(page);
3623
3624         if (!check_slab(s, page) ||
3625                         !on_freelist(s, page, NULL))
3626                 return 0;
3627
3628         /* Now we know that a valid freelist exists */
3629         bitmap_zero(map, page->objects);
3630
3631         get_map(s, page, map);
3632         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3633                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3634                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3635                                 return 0;
3636         }
3637
3638         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3639                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3640                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3641                                 return 0;
3642         return 1;
3643 }
3644
3645 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3646                                                 unsigned long *map)
3647 {
3648         if (slab_trylock(page)) {
3649                 validate_slab(s, page, map);
3650                 slab_unlock(page);
3651         } else
3652                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3653                         s->name, page);
3654 }
3655
3656 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3657                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3658 {
3659         unsigned long count = 0;
3660         struct page *page;
3661         unsigned long flags;
3662
3663         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3664
3665         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3666                 validate_slab_slab(s, page, map);
3667                 count++;
3668         }
3669         if (count != n->nr_partial)
3670                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3671                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3672
3673         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3674                 goto out;
3675
3676         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3677                 validate_slab_slab(s, page, map);
3678                 count++;
3679         }
3680         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3681                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3682                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3683                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3684
3685 out:
3686         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3687         return count;
3688 }
3689
3690 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3691 {
3692         int node;
3693         unsigned long count = 0;
3694         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3695                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3696
3697         if (!map)
3698                 return -ENOMEM;
3699
3700         flush_all(s);
3701         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3702                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3703
3704                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3705         }
3706         kfree(map);
3707         return count;
3708 }
3709 /*
3710  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3711  * and freed.
3712  */
3713
3714 struct location {
3715         unsigned long count;
3716         unsigned long addr;
3717         long long sum_time;
3718         long min_time;
3719         long max_time;
3720         long min_pid;
3721         long max_pid;
3722         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3723         nodemask_t nodes;
3724 };
3725
3726 struct loc_track {
3727         unsigned long max;
3728         unsigned long count;
3729         struct location *loc;
3730 };
3731
3732 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3733 {
3734         if (t->max)
3735                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3736                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3737 }
3738
3739 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3740 {
3741         struct location *l;
3742         int order;
3743
3744         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3745
3746         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3747         if (!l)
3748                 return 0;
3749
3750         if (t->count) {
3751                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3752                 free_loc_track(t);
3753         }
3754         t->max = max;
3755         t->loc = l;
3756         return 1;
3757 }
3758
3759 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3760                                 const struct track *track)
3761 {
3762         long start, end, pos;
3763         struct location *l;
3764         unsigned long caddr;
3765         unsigned long age = jiffies - track->when;
3766
3767         start = -1;
3768         end = t->count;
3769
3770         for ( ; ; ) {
3771                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3772
3773                 /*
3774                  * There is nothing at "end". If we end up there
3775                  * we need to add something to before end.
3776                  */
3777                 if (pos == end)
3778                         break;
3779
3780                 caddr = t->loc[pos].addr;
3781                 if (track->addr == caddr) {
3782
3783                         l = &t->loc[pos];
3784                         l->count++;
3785                         if (track->when) {
3786                                 l->sum_time += age;
3787                                 if (age < l->min_time)
3788                                         l->min_time = age;
3789                                 if (age > l->max_time)
3790                                         l->max_time = age;
3791
3792                                 if (track->pid < l->min_pid)
3793                                         l->min_pid = track->pid;
3794                                 if (track->pid > l->max_pid)
3795                                         l->max_pid = track->pid;
3796
3797                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3798                                                 to_cpumask(l->cpus));
3799                         }
3800                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3801                         return 1;
3802                 }
3803
3804                 if (track->addr < caddr)
3805                         end = pos;
3806                 else
3807                         start = pos;
3808         }
3809
3810         /*
3811          * Not found. Insert new tracking element.
3812          */
3813         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3814                 return 0;
3815
3816         l = t->loc + pos;
3817         if (pos < t->count)
3818                 memmove(l + 1, l,
3819                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3820         t->count++;
3821         l->count = 1;
3822         l->addr = track->addr;
3823         l->sum_time = age;
3824         l->min_time = age;
3825         l->max_time = age;
3826         l->min_pid = track->pid;
3827         l->max_pid = track->pid;
3828         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3829         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3830         nodes_clear(l->nodes);
3831         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3832         return 1;
3833 }
3834
3835 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3836                 struct page *page, enum track_item alloc,
3837                 unsigned long *map)
3838 {
3839         void *addr = page_address(page);
3840         void *p;
3841
3842         bitmap_zero(map, page->objects);
3843         get_map(s, page, map);
3844
3845         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3846                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3847                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3848 }
3849
3850 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3851                                         enum track_item alloc)
3852 {
3853         int len = 0;
3854         unsigned long i;
3855         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3856         int node;
3857         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3858                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3859
3860         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3861                                      GFP_TEMPORARY)) {
3862                 kfree(map);
3863                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3864         }
3865         /* Push back cpu slabs */
3866         flush_all(s);
3867
3868         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3869                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3870                 unsigned long flags;
3871                 struct page *page;
3872
3873                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3874                         continue;
3875
3876                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3877                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3878                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3879                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3880                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3881                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3882         }
3883
3884         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3885                 struct location *l = &t.loc[i];
3886
3887                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3888                         break;
3889                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3890
3891                 if (l->addr)
3892                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3893                 else
3894                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3895
3896                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3897                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3898                                 l->min_time,
3899                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3900                                 l->max_time);
3901                 } else
3902                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3903                                 l->min_time);
3904
3905                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3906                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3907                                 l->min_pid, l->max_pid);
3908                 else
3909                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3910                                 l->min_pid);
3911
3912                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3913                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3914                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3915                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3916                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3917                                                  to_cpumask(l->cpus));
3918                 }
3919
3920                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3921                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3922                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3923                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3924                                         l->nodes);
3925                 }
3926
3927                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3928         }
3929
3930         free_loc_track(&t);
3931         kfree(map);
3932         if (!t.count)
3933                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3934         return len;
3935 }
3936 #endif
3937
3938 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3939 static void resiliency_test(void)
3940 {
3941         u8 *p;
3942
3943         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3944
3945         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3946         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3947         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3948
3949         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3950         p[16] = 0x12;
3951         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3952                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3953
3954         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3955
3956         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3957         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3958         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3959         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3960                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3961         printk(KERN_ERR
3962                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3963
3964         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3965         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3966         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3967         *p = 0x56;
3968         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3969                                                                         p);
3970         printk(KERN_ERR
3971                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3972         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3973
3974         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3975         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3976         kfree(p);
3977         *p = 0x78;
3978         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3979         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3980
3981         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3982         kfree(p);
3983         p[50] = 0x9a;
3984         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3985                         p);
3986         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3987
3988         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3989         kfree(p);
3990         p[512] = 0xab;
3991         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3992         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3993 }
3994 #else
3995 #ifdef CONFIG_SYSFS
3996 static void resiliency_test(void) {};
3997 #endif
3998 #endif
3999
4000 #ifdef CONFIG_SYSFS
4001 enum slab_stat_type {
4002         SL_ALL,                 /* All slabs */
4003         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4004         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4005         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4006         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4007 };
4008
4009 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4010 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4011 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4012 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4013 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4014
4015 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4016                             char *buf, unsigned long flags)
4017 {
4018         unsigned long total = 0;
4019         int node;
4020         int x;
4021         unsigned long *nodes;
4022         unsigned long *per_cpu;
4023
4024         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4025         if (!nodes)
4026                 return -ENOMEM;
4027         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4028
4029         if (flags & SO_CPU) {
4030                 int cpu;
4031
4032                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4033                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4034
4035                         if (!c || c->node < 0)
4036                                 continue;
4037
4038                         if (c->page) {
4039                                         if (flags & SO_TOTAL)
4040                                                 x = c->page->objects;
4041                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4042                                         x = c->page->inuse;
4043                                 else
4044                                         x = 1;
4045
4046                                 total += x;
4047                                 nodes[c->node] += x;
4048                         }
4049                         per_cpu[c->node]++;
4050                 }
4051         }
4052
4053         lock_memory_hotplug();
4054 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4055         if (flags & SO_ALL) {
4056                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4057                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4058
4059                 if (flags & SO_TOTAL)
4060                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4061                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4062                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4063                                 count_partial(n, count_free);
4064
4065                         else
4066                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4067                         total += x;
4068                         nodes[node] += x;
4069                 }
4070
4071         } else
4072 #endif
4073         if (flags & SO_PARTIAL) {
4074                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4075                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4076
4077                         if (flags & SO_TOTAL)
4078                                 x = count_partial(n, count_total);
4079                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4080                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4081                         else
4082                                 x = n->nr_partial;
4083                         total += x;
4084                         nodes[node] += x;
4085                 }
4086         }
4087         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4088 #ifdef CONFIG_NUMA
4089         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4090                 if (nodes[node])
4091                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4092                                         node, nodes[node]);
4093 #endif
4094         unlock_memory_hotplug();
4095         kfree(nodes);
4096         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4097 }
4098
4099 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4100 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4101 {
4102         int node;
4103
4104         for_each_online_node(node) {
4105                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4106
4107                 if (!n)
4108                         continue;
4109
4110                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4111                         return 1;
4112         }
4113         return 0;
4114 }
4115 #endif
4116
4117 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4118 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4119
4120 struct slab_attribute {
4121         struct attribute attr;
4122         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4123         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4124 };
4125
4126 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4127         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4128
4129 #define SLAB_ATTR(_name) \
4130         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4131         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4132
4133 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4136 }
4137 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4138
4139 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4140 {
4141         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4142 }
4143 SLAB_ATTR_RO(align);
4144
4145 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4146 {
4147         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4148 }
4149 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4150
4151 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4152 {
4153         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4154 }
4155 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4156
4157 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4158                                 const char *buf, size_t length)
4159 {
4160         unsigned long order;
4161         int err;
4162
4163         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4164         if (err)
4165                 return err;
4166
4167         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4168                 return -EINVAL;
4169
4170         calculate_sizes(s, order);
4171         return length;
4172 }
4173
4174 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4175 {
4176         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4177 }
4178 SLAB_ATTR(order);
4179
4180 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4181 {
4182         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4183 }
4184
4185 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4186                                  size_t length)
4187 {
4188         unsigned long min;
4189         int err;
4190
4191         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4192         if (err)
4193                 return err;
4194
4195         set_min_partial(s, min);
4196         return length;
4197 }
4198 SLAB_ATTR(min_partial);
4199
4200 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4201 {
4202         if (!s->ctor)
4203                 return 0;
4204         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4205 }
4206 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4207
4208 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4209 {
4210         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4211 }
4212 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4213
4214 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4215 {
4216         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4217 }
4218 SLAB_ATTR_RO(partial);
4219
4220 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4221 {
4222         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4223 }
4224 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4225
4226 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4227 {
4228         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4229 }
4230 SLAB_ATTR_RO(objects);
4231
4232 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4233 {
4234         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4235 }
4236 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4237
4238 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4239 {
4240         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4241 }
4242
4243 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4244                                 const char *buf, size_t length)
4245 {
4246         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4247         if (buf[0] == '1')
4248                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4249         return length;
4250 }
4251 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4252
4253 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4254 {
4255         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4256 }
4257 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4258
4259 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4260 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4261 {
4262         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4263 }
4264 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4265 #endif
4266
4267 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4268 {
4269         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4270 }
4271 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4272
4273 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4274 {
4275         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4276 }
4277 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4278
4279 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4280 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4281 {
4282         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4283 }
4284 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4285
4286 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4287 {
4288         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4289 }
4290 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4291
4292 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4293 {
4294         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4295 }
4296
4297 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4298                                 const char *buf, size_t length)
4299 {
4300         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4301         if (buf[0] == '1') {
4302                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4303                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4304         }
4305         return length;
4306 }
4307 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4308
4309 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4310 {
4311         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4312 }
4313
4314 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4315                                                         size_t length)
4316 {
4317         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4318         if (buf[0] == '1') {
4319                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4320                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4321         }
4322         return length;
4323 }
4324 SLAB_ATTR(trace);
4325
4326 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4327 {
4328         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4329 }
4330
4331 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4332                                 const char *buf, size_t length)
4333 {
4334         if (any_slab_objects(s))
4335                 return -EBUSY;
4336
4337         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4338         if (buf[0] == '1') {
4339                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4340                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4341         }
4342         calculate_sizes(s, -1);
4343         return length;
4344 }
4345 SLAB_ATTR(red_zone);
4346
4347 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4348 {
4349         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4350 }
4351
4352 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4353                                 const char *buf, size_t length)
4354 {
4355         if (any_slab_objects(s))
4356                 return -EBUSY;
4357
4358         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4359         if (buf[0] == '1') {
4360                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4361                 s->flags |= SLAB_POISON;
4362         }
4363         calculate_sizes(s, -1);
4364         return length;
4365 }
4366 SLAB_ATTR(poison);
4367
4368 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4369 {
4370         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4371 }
4372
4373 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4374                                 const char *buf, size_t length)
4375 {
4376         if (any_slab_objects(s))
4377                 return -EBUSY;
4378
4379         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4380         if (buf[0] == '1') {
4381                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4382                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4383         }
4384         calculate_sizes(s, -1);
4385         return length;
4386 }
4387 SLAB_ATTR(store_user);
4388
4389 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4390 {
4391         return 0;
4392 }
4393
4394 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4395                         const char *buf, size_t length)
4396 {
4397         int ret = -EINVAL;
4398
4399         if (buf[0] == '1') {
4400                 ret = validate_slab_cache(s);
4401                 if (ret >= 0)
4402                         ret = length;
4403         }
4404         return ret;
4405 }
4406 SLAB_ATTR(validate);
4407
4408 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4409 {
4410         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4411                 return -ENOSYS;
4412         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4413 }
4414 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4415
4416 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4417 {
4418         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4419                 return -ENOSYS;
4420         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4421 }
4422 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4423 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4424
4425 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4426 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4427 {
4428         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4429 }
4430
4431 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4432                                                         size_t length)
4433 {
4434         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4435         if (buf[0] == '1')
4436                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4437         return length;
4438 }
4439 SLAB_ATTR(failslab);
4440 #endif
4441
4442 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4443 {
4444         return 0;
4445 }
4446
4447 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4448                         const char *buf, size_t length)
4449 {
4450         if (buf[0] == '1') {
4451                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4452
4453                 if (rc)
4454                         return rc;
4455         } else
4456                 return -EINVAL;
4457         return length;
4458 }
4459 SLAB_ATTR(shrink);
4460
4461 #ifdef CONFIG_NUMA
4462 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4463 {
4464         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4465 }
4466
4467 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4468                                 const char *buf, size_t length)
4469 {
4470         unsigned long ratio;
4471         int err;
4472
4473         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4474         if (err)
4475                 return err;
4476
4477         if (ratio <= 100)
4478                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4479
4480         return length;
4481 }
4482 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4483 #endif
4484
4485 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4486 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4487 {
4488         unsigned long sum  = 0;
4489         int cpu;
4490         int len;
4491         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4492
4493         if (!data)
4494                 return -ENOMEM;
4495
4496         for_each_online_cpu(cpu) {
4497                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4498
4499                 data[cpu] = x;
4500                 sum += x;
4501         }
4502
4503         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4504
4505 #ifdef CONFIG_SMP
4506         for_each_online_cpu(cpu) {
4507                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4508                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4509         }
4510 #endif
4511         kfree(data);
4512         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4513 }
4514
4515 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4516 {
4517         int cpu;
4518
4519         for_each_online_cpu(cpu)
4520                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4521 }
4522
4523 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4524 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4525 {                                                               \
4526         return show_stat(s, buf, si);                           \
4527 }                                                               \
4528 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4529                                 const char *buf, size_t length) \
4530 {                                                               \
4531         if (buf[0] != '0')                                      \
4532                 return -EINVAL;                                 \
4533         clear_stat(s, si);                                      \
4534         return length;                                          \
4535 }                                                               \
4536 SLAB_ATTR(text);                                                \
4537
4538 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4539 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4540 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4541 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4542 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4543 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4544 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4545 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4546 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4547 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4548 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4549 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4550 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4551 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4552 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4553 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4554 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4555 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4556 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
4557 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
4558 #endif
4559
4560 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4561         &slab_size_attr.attr,
4562         &object_size_attr.attr,
4563         &objs_per_slab_attr.attr,
4564         &order_attr.attr,
4565         &min_partial_attr.attr,
4566         &objects_attr.attr,
4567         &objects_partial_attr.attr,
4568         &partial_attr.attr,
4569         &cpu_slabs_attr.attr,
4570         &ctor_attr.attr,
4571         &aliases_attr.attr,
4572         &align_attr.attr,
4573         &hwcache_align_attr.attr,
4574         &reclaim_account_attr.attr,
4575         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4576         &shrink_attr.attr,
4577         &reserved_attr.attr,
4578 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4579         &total_objects_attr.attr,
4580         &slabs_attr.attr,
4581         &sanity_checks_attr.attr,
4582         &trace_attr.attr,
4583         &red_zone_attr.attr,
4584         &poison_attr.attr,
4585         &store_user_attr.attr,
4586         &validate_attr.attr,
4587         &alloc_calls_attr.attr,
4588         &free_calls_attr.attr,
4589 #endif
4590 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4591         &cache_dma_attr.attr,
4592 #endif
4593 #ifdef CONFIG_NUMA
4594         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4595 #endif
4596 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4597         &alloc_fastpath_attr.attr,
4598         &alloc_slowpath_attr.attr,
4599         &free_fastpath_attr.attr,
4600         &free_slowpath_attr.attr,
4601         &free_frozen_attr.attr,
4602         &free_add_partial_attr.attr,
4603         &free_remove_partial_attr.attr,
4604         &alloc_from_partial_attr.attr,
4605         &alloc_slab_attr.attr,
4606         &alloc_refill_attr.attr,
4607         &free_slab_attr.attr,
4608         &cpuslab_flush_attr.attr,
4609         &deactivate_full_attr.attr,
4610         &deactivate_empty_attr.attr,
4611         &deactivate_to_head_attr.attr,
4612         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4613         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4614         &order_fallback_attr.attr,
4615         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
4616         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
4617 #endif
4618 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4619         &failslab_attr.attr,
4620 #endif
4621
4622         NULL
4623 };
4624
4625 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4626         .attrs = slab_attrs,
4627 };
4628
4629 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4630                                 struct attribute *attr,
4631                                 char *buf)
4632 {
4633         struct slab_attribute *attribute;
4634         struct kmem_cache *s;
4635         int err;
4636
4637         attribute = to_slab_attr(attr);
4638         s = to_slab(kobj);
4639
4640         if (!attribute->show)
4641                 return -EIO;
4642
4643         err = attribute->show(s, buf);
4644
4645         return err;
4646 }
4647
4648 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4649                                 struct attribute *attr,
4650                                 const char *buf, size_t len)
4651 {
4652         struct slab_attribute *attribute;
4653         struct kmem_cache *s;
4654         int err;
4655
4656         attribute = to_slab_attr(attr);
4657         s = to_slab(kobj);
4658
4659         if (!attribute->store)
4660                 return -EIO;
4661
4662         err = attribute->store(s, buf, len);
4663
4664         return err;
4665 }
4666
4667 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4668 {
4669         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4670
4671         kfree(s->name);
4672         kfree(s);
4673 }
4674
4675 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4676         .show = slab_attr_show,
4677         .store = slab_attr_store,
4678 };
4679
4680 static struct kobj_type slab_ktype = {
4681         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4682         .release = kmem_cache_release
4683 };
4684
4685 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4686 {
4687         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4688
4689         if (ktype == &slab_ktype)
4690                 return 1;
4691         return 0;
4692 }
4693
4694 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4695         .filter = uevent_filter,
4696 };
4697
4698 static struct kset *slab_kset;
4699
4700 #define ID_STR_LENGTH 64
4701
4702 /* Create a unique string id for a slab cache:
4703  *
4704  * Format       :[flags-]size
4705  */
4706 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4707 {
4708         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4709         char *p = name;
4710
4711         BUG_ON(!name);
4712
4713         *p++ = ':';
4714         /*
4715          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4716          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4717          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4718          * are matched during merging to guarantee that the id is
4719          * unique.
4720          */
4721         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4722                 *p++ = 'd';
4723         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4724                 *p++ = 'a';
4725         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4726                 *p++ = 'F';
4727         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4728                 *p++ = 't';
4729         if (p != name + 1)
4730                 *p++ = '-';
4731         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4732         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4733         return name;
4734 }
4735
4736 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4737 {
4738         int err;
4739         const char *name;
4740         int unmergeable;
4741
4742         if (slab_state < SYSFS)
4743                 /* Defer until later */
4744                 return 0;
4745
4746         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4747         if (unmergeable) {
4748                 /*
4749                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4750                  * This is typically the case for debug situations. In that
4751                  * case we can catch duplicate names easily.
4752                  */
4753                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4754                 name = s->name;
4755         } else {
4756                 /*
4757                  * Create a unique name for the slab as a target
4758                  * for the symlinks.
4759                  */
4760                 name = create_unique_id(s);
4761         }
4762
4763         s->kobj.kset = slab_kset;
4764         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4765         if (err) {
4766                 kobject_put(&s->kobj);
4767                 return err;
4768         }
4769
4770         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4771         if (err) {
4772                 kobject_del(&s->kobj);
4773                 kobject_put(&s->kobj);
4774                 return err;
4775         }
4776         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4777         if (!unmergeable) {
4778                 /* Setup first alias */
4779                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4780                 kfree(name);
4781         }
4782         return 0;
4783 }
4784
4785 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4786 {
4787         if (slab_state < SYSFS)
4788                 /*
4789                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4790                  * cache from sysfs.
4791                  */
4792                 return;
4793
4794         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4795         kobject_del(&s->kobj);
4796         kobject_put(&s->kobj);
4797 }
4798
4799 /*
4800  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4801  * available lest we lose that information.
4802  */
4803 struct saved_alias {
4804         struct kmem_cache *s;
4805         const char *name;
4806         struct saved_alias *next;
4807 };
4808
4809 static struct saved_alias *alias_list;
4810
4811 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4812 {
4813         struct saved_alias *al;
4814
4815         if (slab_state == SYSFS) {
4816                 /*
4817                  * If we have a leftover link then remove it.
4818                  */
4819                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4820                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4821         }
4822
4823         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4824         if (!al)
4825                 return -ENOMEM;
4826
4827         al->s = s;
4828         al->name = name;
4829         al->next = alias_list;
4830         alias_list = al;
4831         return 0;
4832 }
4833
4834 static int __init slab_sysfs_init(void)
4835 {
4836         struct kmem_cache *s;
4837         int err;
4838
4839         down_write(&slub_lock);
4840
4841         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4842         if (!slab_kset) {
4843                 up_write(&slub_lock);
4844                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4845                 return -ENOSYS;
4846         }
4847
4848         slab_state = SYSFS;
4849
4850         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4851                 err = sysfs_slab_add(s);
4852                 if (err)
4853                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4854                                                 " to sysfs\n", s->name);
4855         }
4856
4857         while (alias_list) {
4858                 struct saved_alias *al = alias_list;
4859
4860                 alias_list = alias_list->next;
4861                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4862                 if (err)
4863                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4864                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4865                 kfree(al);
4866         }
4867
4868         up_write(&slub_lock);
4869         resiliency_test();
4870         return 0;
4871 }
4872
4873 __initcall(slab_sysfs_init);
4874 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4875
4876 /*
4877  * The /proc/slabinfo ABI
4878  */
4879 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4880 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4881 {
4882         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4883         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4884                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4885         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4886         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4887         seq_putc(m, '\n');
4888 }
4889
4890 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4891 {
4892         loff_t n = *pos;
4893
4894         down_read(&slub_lock);
4895         if (!n)
4896                 print_slabinfo_header(m);
4897
4898         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4899 }
4900
4901 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4902 {
4903         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4904 }
4905
4906 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4907 {
4908         up_read(&slub_lock);
4909 }
4910
4911 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4912 {
4913         unsigned long nr_partials = 0;
4914         unsigned long nr_slabs = 0;
4915         unsigned long nr_inuse = 0;
4916         unsigned long nr_objs = 0;
4917         unsigned long nr_free = 0;
4918         struct kmem_cache *s;
4919         int node;
4920
4921         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4922
4923         for_each_online_node(node) {
4924                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4925
4926                 if (!n)
4927                         continue;
4928
4929                 nr_partials += n->nr_partial;
4930                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4931                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4932                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4933         }
4934
4935         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4936
4937         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4938                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4939                    (1 << oo_order(s->oo)));
4940         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4941         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4942                    0UL);
4943         seq_putc(m, '\n');
4944         return 0;
4945 }
4946
4947 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4948         .start = s_start,
4949         .next = s_next,
4950         .stop = s_stop,
4951         .show = s_show,
4952 };
4953
4954 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4955 {
4956         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4957 }
4958
4959 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4960         .open           = slabinfo_open,
4961         .read           = seq_read,
4962         .llseek         = seq_lseek,
4963         .release        = seq_release,
4964 };
4965
4966 static int __init slab_proc_init(void)
4967 {
4968         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4969         return 0;
4970 }
4971 module_init(slab_proc_init);
4972 #endif /* CONFIG_SLABINFO */