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