Merge branch 'upstream/jump-label-noearly' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux...
[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;
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, 1);
1908
1909                                 l = m;
1910                         }
1911
1912                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1913                                 old.freelist, old.counters,
1914                                 new.freelist, new.counters,
1915                                 "unfreezing slab"));
1916
1917                 if (m == M_FREE) {
1918                         stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1919                         discard_slab(s, page);
1920                         stat(s, FREE_SLAB);
1921                 }
1922         }
1923
1924         if (n)
1925                 spin_unlock(&n->list_lock);
1926 }
1927
1928 /*
1929  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1930  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1931  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1932  * onto a random cpus partial slot.
1933  *
1934  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1935  * per node partial list.
1936  */
1937 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1938 {
1939         struct page *oldpage;
1940         int pages;
1941         int pobjects;
1942
1943         do {
1944                 pages = 0;
1945                 pobjects = 0;
1946                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1947
1948                 if (oldpage) {
1949                         pobjects = oldpage->pobjects;
1950                         pages = oldpage->pages;
1951                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1952                                 unsigned long flags;
1953                                 /*
1954                                  * partial array is full. Move the existing
1955                                  * set to the per node partial list.
1956                                  */
1957                                 local_irq_save(flags);
1958                                 unfreeze_partials(s);
1959                                 local_irq_restore(flags);
1960                                 pobjects = 0;
1961                                 pages = 0;
1962                         }
1963                 }
1964
1965                 pages++;
1966                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1967
1968                 page->pages = pages;
1969                 page->pobjects = pobjects;
1970                 page->next = oldpage;
1971
1972         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1973         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1974         return pobjects;
1975 }
1976
1977 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1978 {
1979         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1980         deactivate_slab(s, c);
1981 }
1982
1983 /*
1984  * Flush cpu slab.
1985  *
1986  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1987  */
1988 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1989 {
1990         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1991
1992         if (likely(c)) {
1993                 if (c->page)
1994                         flush_slab(s, c);
1995
1996                 unfreeze_partials(s);
1997         }
1998 }
1999
2000 static void flush_cpu_slab(void *d)
2001 {
2002         struct kmem_cache *s = d;
2003
2004         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2005 }
2006
2007 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2008 {
2009         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2014  * locality expectations.
2015  */
2016 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2017 {
2018 #ifdef CONFIG_NUMA
2019         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2020                 return 0;
2021 #endif
2022         return 1;
2023 }
2024
2025 static int count_free(struct page *page)
2026 {
2027         return page->objects - page->inuse;
2028 }
2029
2030 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2031                                         int (*get_count)(struct page *))
2032 {
2033         unsigned long flags;
2034         unsigned long x = 0;
2035         struct page *page;
2036
2037         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2038         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2039                 x += get_count(page);
2040         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2041         return x;
2042 }
2043
2044 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2045 {
2046 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2047         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2048 #else
2049         return 0;
2050 #endif
2051 }
2052
2053 static noinline void
2054 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2055 {
2056         int node;
2057
2058         printk(KERN_WARNING
2059                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2060                 nid, gfpflags);
2061         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2062                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2063                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2064
2065         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2066                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2067                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2068
2069         for_each_online_node(node) {
2070                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2071                 unsigned long nr_slabs;
2072                 unsigned long nr_objs;
2073                 unsigned long nr_free;
2074
2075                 if (!n)
2076                         continue;
2077
2078                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2079                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2080                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2081
2082                 printk(KERN_WARNING
2083                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2084                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2085         }
2086 }
2087
2088 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2089                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2090 {
2091         void *object;
2092         struct kmem_cache_cpu *c;
2093         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2094
2095         if (page) {
2096                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2097                 if (c->page)
2098                         flush_slab(s, c);
2099
2100                 /*
2101                  * No other reference to the page yet so we can
2102                  * muck around with it freely without cmpxchg
2103                  */
2104                 object = page->freelist;
2105                 page->freelist = NULL;
2106
2107                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2108                 c->node = page_to_nid(page);
2109                 c->page = page;
2110                 *pc = c;
2111         } else
2112                 object = NULL;
2113
2114         return object;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2119  * debugging duties.
2120  *
2121  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2122  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2123  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2124  *
2125  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2126  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2127  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2128  *
2129  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2130  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2131  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2132  */
2133 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2134                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2135 {
2136         void **object;
2137         unsigned long flags;
2138         struct page new;
2139         unsigned long counters;
2140
2141         local_irq_save(flags);
2142 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2143         /*
2144          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2145          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2146          * pointer.
2147          */
2148         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2149 #endif
2150
2151         if (!c->page)
2152                 goto new_slab;
2153 redo:
2154         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2155                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2156                 deactivate_slab(s, c);
2157                 goto new_slab;
2158         }
2159
2160         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2161
2162         do {
2163                 object = c->page->freelist;
2164                 counters = c->page->counters;
2165                 new.counters = counters;
2166                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2167
2168                 /*
2169                  * If there is no object left then we use this loop to
2170                  * deactivate the slab which is simple since no objects
2171                  * are left in the slab and therefore we do not need to
2172                  * put the page back onto the partial list.
2173                  *
2174                  * If there are objects left then we retrieve them
2175                  * and use them to refill the per cpu queue.
2176                  */
2177
2178                 new.inuse = c->page->objects;
2179                 new.frozen = object != NULL;
2180
2181         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, c->page,
2182                         object, counters,
2183                         NULL, new.counters,
2184                         "__slab_alloc"));
2185
2186         if (!object) {
2187                 c->page = NULL;
2188                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2189                 goto new_slab;
2190         }
2191
2192         stat(s, ALLOC_REFILL);
2193
2194 load_freelist:
2195         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2196         c->tid = next_tid(c->tid);
2197         local_irq_restore(flags);
2198         return object;
2199
2200 new_slab:
2201
2202         if (c->partial) {
2203                 c->page = c->partial;
2204                 c->partial = c->page->next;
2205                 c->node = page_to_nid(c->page);
2206                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2207                 c->freelist = NULL;
2208                 goto redo;
2209         }
2210
2211         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2212         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2213
2214         if (unlikely(!object)) {
2215
2216                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2217
2218                 if (unlikely(!object)) {
2219                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2220                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2221
2222                         local_irq_restore(flags);
2223                         return NULL;
2224                 }
2225         }
2226
2227         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2228                 goto load_freelist;
2229
2230         /* Only entered in the debug case */
2231         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2232                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2233
2234         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2235         deactivate_slab(s, c);
2236         c->node = NUMA_NO_NODE;
2237         local_irq_restore(flags);
2238         return object;
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2243  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2244  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2245  *
2246  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2247  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2248  *
2249  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2250  */
2251 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2252                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2253 {
2254         void **object;
2255         struct kmem_cache_cpu *c;
2256         unsigned long tid;
2257
2258         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2259                 return NULL;
2260
2261 redo:
2262
2263         /*
2264          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2265          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2266          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2267          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2268          */
2269         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2270
2271         /*
2272          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2273          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2274          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2275          * linked list in between.
2276          */
2277         tid = c->tid;
2278         barrier();
2279
2280         object = c->freelist;
2281         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2282
2283                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2284
2285         else {
2286                 /*
2287                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2288                  * operation and if we are on the right processor.
2289                  *
2290                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2291                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2292                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2293                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2294                  *
2295                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2296                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2297                  */
2298                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2299                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2300                                 object, tid,
2301                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
2302
2303                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2304                         goto redo;
2305                 }
2306                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2307         }
2308
2309         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2310                 memset(object, 0, s->objsize);
2311
2312         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2313
2314         return object;
2315 }
2316
2317 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2318 {
2319         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2320
2321         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2322
2323         return ret;
2324 }
2325 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2326
2327 #ifdef CONFIG_TRACING
2328 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2329 {
2330         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2331         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2332         return ret;
2333 }
2334 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2335
2336 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2337 {
2338         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2339         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2340         return ret;
2341 }
2342 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2343 #endif
2344
2345 #ifdef CONFIG_NUMA
2346 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2347 {
2348         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2349
2350         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2351                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2352
2353         return ret;
2354 }
2355 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2356
2357 #ifdef CONFIG_TRACING
2358 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2359                                     gfp_t gfpflags,
2360                                     int node, size_t size)
2361 {
2362         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2363
2364         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2365                            size, s->size, gfpflags, node);
2366         return ret;
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2369 #endif
2370 #endif
2371
2372 /*
2373  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2374  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2375  *
2376  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2377  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2378  * handling required then we can return immediately.
2379  */
2380 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2381                         void *x, unsigned long addr)
2382 {
2383         void *prior;
2384         void **object = (void *)x;
2385         int was_frozen;
2386         int inuse;
2387         struct page new;
2388         unsigned long counters;
2389         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2390         unsigned long uninitialized_var(flags);
2391
2392         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2393
2394         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2395                 return;
2396
2397         do {
2398                 prior = page->freelist;
2399                 counters = page->counters;
2400                 set_freepointer(s, object, prior);
2401                 new.counters = counters;
2402                 was_frozen = new.frozen;
2403                 new.inuse--;
2404                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2405
2406                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2407
2408                                 /*
2409                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2410                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2411                                  */
2412                                 new.frozen = 1;
2413
2414                         else { /* Needs to be taken off a list */
2415
2416                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2417                                 /*
2418                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2419                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2420                                  * drop the list_lock without any processing.
2421                                  *
2422                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2423                                  * other processors updating the list of slabs.
2424                                  */
2425                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2426
2427                         }
2428                 }
2429                 inuse = new.inuse;
2430
2431         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2432                 prior, counters,
2433                 object, new.counters,
2434                 "__slab_free"));
2435
2436         if (likely(!n)) {
2437
2438                 /*
2439                  * If we just froze the page then put it onto the
2440                  * per cpu partial list.
2441                  */
2442                 if (new.frozen && !was_frozen)
2443                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2444
2445                 /*
2446                  * The list lock was not taken therefore no list
2447                  * activity can be necessary.
2448                  */
2449                 if (was_frozen)
2450                         stat(s, FREE_FROZEN);
2451                 return;
2452         }
2453
2454         /*
2455          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2456          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2457          */
2458         if (was_frozen)
2459                 stat(s, FREE_FROZEN);
2460         else {
2461                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2462                         goto slab_empty;
2463
2464                 /*
2465                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2466                  * then add it.
2467                  */
2468                 if (unlikely(!prior)) {
2469                         remove_full(s, page);
2470                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2471                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2472                 }
2473         }
2474         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2475         return;
2476
2477 slab_empty:
2478         if (prior) {
2479                 /*
2480                  * Slab on the partial list.
2481                  */
2482                 remove_partial(n, page);
2483                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2484         } else
2485                 /* Slab must be on the full list */
2486                 remove_full(s, page);
2487
2488         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2489         stat(s, FREE_SLAB);
2490         discard_slab(s, page);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2495  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2496  *
2497  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2498  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2499  * the item before.
2500  *
2501  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2502  * with all sorts of special processing.
2503  */
2504 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2505                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2506 {
2507         void **object = (void *)x;
2508         struct kmem_cache_cpu *c;
2509         unsigned long tid;
2510
2511         slab_free_hook(s, x);
2512
2513 redo:
2514         /*
2515          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2516          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2517          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2518          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2519          */
2520         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2521
2522         tid = c->tid;
2523         barrier();
2524
2525         if (likely(page == c->page)) {
2526                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2527
2528                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2529                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2530                                 c->freelist, tid,
2531                                 object, next_tid(tid)))) {
2532
2533                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2534                         goto redo;
2535                 }
2536                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2537         } else
2538                 __slab_free(s, page, x, addr);
2539
2540 }
2541
2542 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2543 {
2544         struct page *page;
2545
2546         page = virt_to_head_page(x);
2547
2548         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2549
2550         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2553
2554 /*
2555  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2556  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2557  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2558  * another.
2559  *
2560  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2561  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2562  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2563  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2564  * locking overhead.
2565  */
2566
2567 /*
2568  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2569  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2570  * and increases the number of allocations possible without having to
2571  * take the list_lock.
2572  */
2573 static int slub_min_order;
2574 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2575 static int slub_min_objects;
2576
2577 /*
2578  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2579  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2580  */
2581 static int slub_nomerge;
2582
2583 /*
2584  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2585  *
2586  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2587  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2588  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2589  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2590  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2591  * would be wasted.
2592  *
2593  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2594  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2595  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2596  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2597  *
2598  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2599  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2600  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2601  * of space in favor of a small page order.
2602  *
2603  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2604  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2605  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2606  * the smallest order which will fit the object.
2607  */
2608 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2609                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2610 {
2611         int order;
2612         int rem;
2613         int min_order = slub_min_order;
2614
2615         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2616                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2617
2618         for (order = max(min_order,
2619                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2620                         order <= max_order; order++) {
2621
2622                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2623
2624                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2625                         continue;
2626
2627                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2628
2629                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2630                         break;
2631
2632         }
2633
2634         return order;
2635 }
2636
2637 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2638 {
2639         int order;
2640         int min_objects;
2641         int fraction;
2642         int max_objects;
2643
2644         /*
2645          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2646          * works by first attempting to generate a layout with
2647          * the best configuration and backing off gradually.
2648          *
2649          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2650          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2651          */
2652         min_objects = slub_min_objects;
2653         if (!min_objects)
2654                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2655         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2656         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2657
2658         while (min_objects > 1) {
2659                 fraction = 16;
2660                 while (fraction >= 4) {
2661                         order = slab_order(size, min_objects,
2662                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2663                         if (order <= slub_max_order)
2664                                 return order;
2665                         fraction /= 2;
2666                 }
2667                 min_objects--;
2668         }
2669
2670         /*
2671          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2672          * lets see if we can place a single object there.
2673          */
2674         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2675         if (order <= slub_max_order)
2676                 return order;
2677
2678         /*
2679          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2680          */
2681         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2682         if (order < MAX_ORDER)
2683                 return order;
2684         return -ENOSYS;
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2689  */
2690 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2691                 unsigned long align, unsigned long size)
2692 {
2693         /*
2694          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2695          * suggestion if the object is sufficiently large.
2696          *
2697          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2698          * alignment though. If that is greater then use it.
2699          */
2700         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2701                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2702                 while (size <= ralign / 2)
2703                         ralign /= 2;
2704                 align = max(align, ralign);
2705         }
2706
2707         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2708                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2709
2710         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2711 }
2712
2713 static void
2714 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2715 {
2716         n->nr_partial = 0;
2717         spin_lock_init(&n->list_lock);
2718         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2719 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2720         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2721         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2722         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2723 #endif
2724 }
2725
2726 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2727 {
2728         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2729                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2730
2731         /*
2732          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2733          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2734          */
2735         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2736                                      2 * sizeof(void *));
2737
2738         if (!s->cpu_slab)
2739                 return 0;
2740
2741         init_kmem_cache_cpus(s);
2742
2743         return 1;
2744 }
2745
2746 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2747
2748 /*
2749  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2750  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2751  * possible.
2752  *
2753  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2754  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2755  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2756  */
2757 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2758 {
2759         struct page *page;
2760         struct kmem_cache_node *n;
2761
2762         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2763
2764         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2765
2766         BUG_ON(!page);
2767         if (page_to_nid(page) != node) {
2768                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2769                                 "node %d\n", node);
2770                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2771                                 "in order to be able to continue\n");
2772         }
2773
2774         n = page->freelist;
2775         BUG_ON(!n);
2776         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2777         page->inuse = 1;
2778         page->frozen = 0;
2779         kmem_cache_node->node[node] = n;
2780 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2781         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2782         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2783 #endif
2784         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2785         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2786
2787         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2788 }
2789
2790 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2791 {
2792         int node;
2793
2794         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2795                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2796
2797                 if (n)
2798                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2799
2800                 s->node[node] = NULL;
2801         }
2802 }
2803
2804 static int init_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;
2810
2811                 if (slab_state == DOWN) {
2812                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2813                         continue;
2814                 }
2815                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2816                                                 GFP_KERNEL, node);
2817
2818                 if (!n) {
2819                         free_kmem_cache_nodes(s);
2820                         return 0;
2821                 }
2822
2823                 s->node[node] = n;
2824                 init_kmem_cache_node(n, s);
2825         }
2826         return 1;
2827 }
2828
2829 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2830 {
2831         if (min < MIN_PARTIAL)
2832                 min = MIN_PARTIAL;
2833         else if (min > MAX_PARTIAL)
2834                 min = MAX_PARTIAL;
2835         s->min_partial = min;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2840  * a slab object.
2841  */
2842 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2843 {
2844         unsigned long flags = s->flags;
2845         unsigned long size = s->objsize;
2846         unsigned long align = s->align;
2847         int order;
2848
2849         /*
2850          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2851          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2852          * the possible location of the free pointer.
2853          */
2854         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2855
2856 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2857         /*
2858          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2859          * the slab may touch the object after free or before allocation
2860          * then we should never poison the object itself.
2861          */
2862         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2863                         !s->ctor)
2864                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2865         else
2866                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2867
2868
2869         /*
2870          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2871          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2872          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2873          */
2874         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2875                 size += sizeof(void *);
2876 #endif
2877
2878         /*
2879          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2880          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2881          */
2882         s->inuse = size;
2883
2884         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2885                 s->ctor)) {
2886                 /*
2887                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2888                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2889                  * kmem_cache_free.
2890                  *
2891                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2892                  * destructor or are poisoning the objects.
2893                  */
2894                 s->offset = size;
2895                 size += sizeof(void *);
2896         }
2897
2898 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2899         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2900                 /*
2901                  * Need to store information about allocs and frees after
2902                  * the object.
2903                  */
2904                 size += 2 * sizeof(struct track);
2905
2906         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2907                 /*
2908                  * Add some empty padding so that we can catch
2909                  * overwrites from earlier objects rather than let
2910                  * tracking information or the free pointer be
2911                  * corrupted if a user writes before the start
2912                  * of the object.
2913                  */
2914                 size += sizeof(void *);
2915 #endif
2916
2917         /*
2918          * Determine the alignment based on various parameters that the
2919          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2920          * on bootup.
2921          */
2922         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2923         s->align = align;
2924
2925         /*
2926          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2927          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2928          * each object to conform to the alignment.
2929          */
2930         size = ALIGN(size, align);
2931         s->size = size;
2932         if (forced_order >= 0)
2933                 order = forced_order;
2934         else
2935                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2936
2937         if (order < 0)
2938                 return 0;
2939
2940         s->allocflags = 0;
2941         if (order)
2942                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2943
2944         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2945                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2946
2947         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2948                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2949
2950         /*
2951          * Determine the number of objects per slab
2952          */
2953         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2954         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2955         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2956                 s->max = s->oo;
2957
2958         return !!oo_objects(s->oo);
2959
2960 }
2961
2962 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2963                 const char *name, size_t size,
2964                 size_t align, unsigned long flags,
2965                 void (*ctor)(void *))
2966 {
2967         memset(s, 0, kmem_size);
2968         s->name = name;
2969         s->ctor = ctor;
2970         s->objsize = size;
2971         s->align = align;
2972         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2973         s->reserved = 0;
2974
2975         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2976                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2977
2978         if (!calculate_sizes(s, -1))
2979                 goto error;
2980         if (disable_higher_order_debug) {
2981                 /*
2982                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2983                  * order increased.
2984                  */
2985                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2986                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2987                         s->offset = 0;
2988                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2989                                 goto error;
2990                 }
2991         }
2992
2993 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_DOUBLE
2994         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
2995                 /* Enable fast mode */
2996                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
2997 #endif
2998
2999         /*
3000          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3001          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3002          */
3003         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3004
3005         /*
3006          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3007          * per cpu partial lists of a processor.
3008          *
3009          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3010          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3011          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3012          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3013          *
3014          * This setting also determines
3015          *
3016          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3017          *    per node list when we reach the limit.
3018          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3019          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3020          *    to keep some capacity around for frees.
3021          */
3022         if (s->size >= PAGE_SIZE)
3023                 s->cpu_partial = 2;
3024         else if (s->size >= 1024)
3025                 s->cpu_partial = 6;
3026         else if (s->size >= 256)
3027                 s->cpu_partial = 13;
3028         else
3029                 s->cpu_partial = 30;
3030
3031         s->refcount = 1;
3032 #ifdef CONFIG_NUMA
3033         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3034 #endif
3035         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3036                 goto error;
3037
3038         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3039                 return 1;
3040
3041         free_kmem_cache_nodes(s);
3042 error:
3043         if (flags & SLAB_PANIC)
3044                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3045                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3046                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3047                         s->offset, flags);
3048         return 0;
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Determine the size of a slab object
3053  */
3054 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3055 {
3056         return s->objsize;
3057 }
3058 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3059
3060 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3061                                                         const char *text)
3062 {
3063 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3064         void *addr = page_address(page);
3065         void *p;
3066         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3067                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3068         if (!map)
3069                 return;
3070         slab_err(s, page, "%s", text);
3071         slab_lock(page);
3072
3073         get_map(s, page, map);
3074         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3075
3076                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3077                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3078                                                         p, p - addr);
3079                         print_tracking(s, p);
3080                 }
3081         }
3082         slab_unlock(page);
3083         kfree(map);
3084 #endif
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3089  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3090  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3091  */
3092 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3093 {
3094         struct page *page, *h;
3095
3096         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3097                 if (!page->inuse) {
3098                         remove_partial(n, page);
3099                         discard_slab(s, page);
3100                 } else {
3101                         list_slab_objects(s, page,
3102                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3103                 }
3104         }
3105 }
3106
3107 /*
3108  * Release all resources used by a slab cache.
3109  */
3110 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3111 {
3112         int node;
3113
3114         flush_all(s);
3115         free_percpu(s->cpu_slab);
3116         /* Attempt to free all objects */
3117         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3118                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3119
3120                 free_partial(s, n);
3121                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3122                         return 1;
3123         }
3124         free_kmem_cache_nodes(s);
3125         return 0;
3126 }
3127
3128 /*
3129  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3130  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3131  */
3132 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3133 {
3134         down_write(&slub_lock);
3135         s->refcount--;
3136         if (!s->refcount) {
3137                 list_del(&s->list);
3138                 up_write(&slub_lock);
3139                 if (kmem_cache_close(s)) {
3140                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3141                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3142                         dump_stack();
3143                 }
3144                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3145                         rcu_barrier();
3146                 sysfs_slab_remove(s);
3147         } else
3148                 up_write(&slub_lock);
3149 }
3150 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3151
3152 /********************************************************************
3153  *              Kmalloc subsystem
3154  *******************************************************************/
3155
3156 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3157 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3158
3159 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3160
3161 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3162 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3163 #endif
3164
3165 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3166 {
3167         get_option(&str, &slub_min_order);
3168
3169         return 1;
3170 }
3171
3172 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3173
3174 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3175 {
3176         get_option(&str, &slub_max_order);
3177         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3178
3179         return 1;
3180 }
3181
3182 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3183
3184 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3185 {
3186         get_option(&str, &slub_min_objects);
3187
3188         return 1;
3189 }
3190
3191 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3192
3193 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3194 {
3195         slub_nomerge = 1;
3196         return 1;
3197 }
3198
3199 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3200
3201 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3202                                                 int size, unsigned int flags)
3203 {
3204         struct kmem_cache *s;
3205
3206         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3207
3208         /*
3209          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3210          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3211          */
3212         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3213                                                                 flags, NULL))
3214                 goto panic;
3215
3216         list_add(&s->list, &slab_caches);
3217         return s;
3218
3219 panic:
3220         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3221         return NULL;
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3226  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3227  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3228  * fls.
3229  */
3230 static s8 size_index[24] = {
3231         3,      /* 8 */
3232         4,      /* 16 */
3233         5,      /* 24 */
3234         5,      /* 32 */
3235         6,      /* 40 */
3236         6,      /* 48 */
3237         6,      /* 56 */
3238         6,      /* 64 */
3239         1,      /* 72 */
3240         1,      /* 80 */
3241         1,      /* 88 */
3242         1,      /* 96 */
3243         7,      /* 104 */
3244         7,      /* 112 */
3245         7,      /* 120 */
3246         7,      /* 128 */
3247         2,      /* 136 */
3248         2,      /* 144 */
3249         2,      /* 152 */
3250         2,      /* 160 */
3251         2,      /* 168 */
3252         2,      /* 176 */
3253         2,      /* 184 */
3254         2       /* 192 */
3255 };
3256
3257 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3258 {
3259         return (bytes - 1) / 8;
3260 }
3261
3262 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3263 {
3264         int index;
3265
3266         if (size <= 192) {
3267                 if (!size)
3268                         return ZERO_SIZE_PTR;
3269
3270                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3271         } else
3272                 index = fls(size - 1);
3273
3274 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3275         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3276                 return kmalloc_dma_caches[index];
3277
3278 #endif
3279         return kmalloc_caches[index];
3280 }
3281
3282 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3283 {
3284         struct kmem_cache *s;
3285         void *ret;
3286
3287         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3288                 return kmalloc_large(size, flags);
3289
3290         s = get_slab(size, flags);
3291
3292         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3293                 return s;
3294
3295         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3296
3297         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3298
3299         return ret;
3300 }
3301 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3302
3303 #ifdef CONFIG_NUMA
3304 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3305 {
3306         struct page *page;
3307         void *ptr = NULL;
3308
3309         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3310         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3311         if (page)
3312                 ptr = page_address(page);
3313
3314         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3315         return ptr;
3316 }
3317
3318 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3319 {
3320         struct kmem_cache *s;
3321         void *ret;
3322
3323         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3324                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3325
3326                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3327                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3328                                    flags, node);
3329
3330                 return ret;
3331         }
3332
3333         s = get_slab(size, flags);
3334
3335         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3336                 return s;
3337
3338         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3339
3340         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3341
3342         return ret;
3343 }
3344 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3345 #endif
3346
3347 size_t ksize(const void *object)
3348 {
3349         struct page *page;
3350
3351         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3352                 return 0;
3353
3354         page = virt_to_head_page(object);
3355
3356         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3357                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3358                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3359         }
3360
3361         return slab_ksize(page->slab);
3362 }
3363 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3364
3365 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3366 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3367 {
3368         struct page *page;
3369         void *object = (void *)x;
3370         unsigned long flags;
3371         bool rv;
3372
3373         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3374                 return false;
3375
3376         local_irq_save(flags);
3377
3378         page = virt_to_head_page(x);
3379         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3380                 /* maybe it was from stack? */
3381                 rv = true;
3382                 goto out_unlock;
3383         }
3384
3385         slab_lock(page);
3386         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3387                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3388                 rv = false;
3389         } else {
3390                 rv = true;
3391         }
3392         slab_unlock(page);
3393
3394 out_unlock:
3395         local_irq_restore(flags);
3396         return rv;
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3399 #endif
3400
3401 void kfree(const void *x)
3402 {
3403         struct page *page;
3404         void *object = (void *)x;
3405
3406         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3407
3408         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3409                 return;
3410
3411         page = virt_to_head_page(x);
3412         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3413                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3414                 kmemleak_free(x);
3415                 put_page(page);
3416                 return;
3417         }
3418         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3419 }
3420 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3421
3422 /*
3423  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3424  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3425  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3426  * and thus they can be removed from the partial lists.
3427  *
3428  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3429  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3430  * are freed in them.
3431  */
3432 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3433 {
3434         int node;
3435         int i;
3436         struct kmem_cache_node *n;
3437         struct page *page;
3438         struct page *t;
3439         int objects = oo_objects(s->max);
3440         struct list_head *slabs_by_inuse =
3441                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3442         unsigned long flags;
3443
3444         if (!slabs_by_inuse)
3445                 return -ENOMEM;
3446
3447         flush_all(s);
3448         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3449                 n = get_node(s, node);
3450
3451                 if (!n->nr_partial)
3452                         continue;
3453
3454                 for (i = 0; i < objects; i++)
3455                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3456
3457                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3458
3459                 /*
3460                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3461                  *
3462                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3463                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3464                  */
3465                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3466                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3467                         if (!page->inuse)
3468                                 n->nr_partial--;
3469                 }
3470
3471                 /*
3472                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3473                  * first and the least used slabs at the end.
3474                  */
3475                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3476                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3477
3478                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3479
3480                 /* Release empty slabs */
3481                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3482                         discard_slab(s, page);
3483         }
3484
3485         kfree(slabs_by_inuse);
3486         return 0;
3487 }
3488 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3489
3490 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3491 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3492 {
3493         struct kmem_cache *s;
3494
3495         down_read(&slub_lock);
3496         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3497                 kmem_cache_shrink(s);
3498         up_read(&slub_lock);
3499
3500         return 0;
3501 }
3502
3503 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3504 {
3505         struct kmem_cache_node *n;
3506         struct kmem_cache *s;
3507         struct memory_notify *marg = arg;
3508         int offline_node;
3509
3510         offline_node = marg->status_change_nid;
3511
3512         /*
3513          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3514          * for it yet.
3515          */
3516         if (offline_node < 0)
3517                 return;
3518
3519         down_read(&slub_lock);
3520         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3521                 n = get_node(s, offline_node);
3522                 if (n) {
3523                         /*
3524                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3525                          * that is going down. We were unable to free them,
3526                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3527                          * callback. So, we must fail.
3528                          */
3529                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3530
3531                         s->node[offline_node] = NULL;
3532                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3533                 }
3534         }
3535         up_read(&slub_lock);
3536 }
3537
3538 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3539 {
3540         struct kmem_cache_node *n;
3541         struct kmem_cache *s;
3542         struct memory_notify *marg = arg;
3543         int nid = marg->status_change_nid;
3544         int ret = 0;
3545
3546         /*
3547          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3548          * already created. Nothing to do.
3549          */
3550         if (nid < 0)
3551                 return 0;
3552
3553         /*
3554          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3555          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3556          * online.
3557          */
3558         down_read(&slub_lock);
3559         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3560                 /*
3561                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3562                  *      since memory is not yet available from the node that
3563                  *      is brought up.
3564                  */
3565                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3566                 if (!n) {
3567                         ret = -ENOMEM;
3568                         goto out;
3569                 }
3570                 init_kmem_cache_node(n, s);
3571                 s->node[nid] = n;
3572         }
3573 out:
3574         up_read(&slub_lock);
3575         return ret;
3576 }
3577
3578 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3579                                 unsigned long action, void *arg)
3580 {
3581         int ret = 0;
3582
3583         switch (action) {
3584         case MEM_GOING_ONLINE:
3585                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3586                 break;
3587         case MEM_GOING_OFFLINE:
3588                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3589                 break;
3590         case MEM_OFFLINE:
3591         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3592                 slab_mem_offline_callback(arg);
3593                 break;
3594         case MEM_ONLINE:
3595         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3596                 break;
3597         }
3598         if (ret)
3599                 ret = notifier_from_errno(ret);
3600         else
3601                 ret = NOTIFY_OK;
3602         return ret;
3603 }
3604
3605 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3606
3607 /********************************************************************
3608  *                      Basic setup of slabs
3609  *******************************************************************/
3610
3611 /*
3612  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3613  * the page allocator
3614  */
3615
3616 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3617 {
3618         int node;
3619
3620         list_add(&s->list, &slab_caches);
3621         s->refcount = -1;
3622
3623         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3624                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3625                 struct page *p;
3626
3627                 if (n) {
3628                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3629                                 p->slab = s;
3630
3631 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3632                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3633                                 p->slab = s;
3634 #endif
3635                 }
3636         }
3637 }
3638
3639 void __init kmem_cache_init(void)
3640 {
3641         int i;
3642         int caches = 0;
3643         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3644         int order;
3645         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3646         unsigned long kmalloc_size;
3647
3648         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3649                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3650
3651         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3652         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3653         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3654         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3655
3656         /*
3657          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3658          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3659          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3660          */
3661         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3662
3663         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3664                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3665                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3666
3667         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3668
3669         /* Able to allocate the per node structures */
3670         slab_state = PARTIAL;
3671
3672         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3673         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3674                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3675         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3676         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3677
3678         /*
3679          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3680          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3681          * update any list pointers.
3682          */
3683         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3684
3685         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3686         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3687
3688         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3689
3690         caches++;
3691         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3692         caches++;
3693         /* Free temporary boot structure */
3694         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3695
3696         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3697
3698         /*
3699          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3700          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3701          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3702          *
3703          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3704          * handle the index determination for the smaller caches.
3705          *
3706          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3707          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3708          */
3709         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3710                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3711
3712         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3713                 int elem = size_index_elem(i);
3714                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3715                         break;
3716                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3717         }
3718
3719         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3720                 /*
3721                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3722                  * is 64 byte.
3723                  */
3724                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3725                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3726         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3727                 /*
3728                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3729                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3730                  * instead.
3731                  */
3732                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3733                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3734         }
3735
3736         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3737         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3738                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3739                 caches++;
3740         }
3741
3742         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3743                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3744                 caches++;
3745         }
3746
3747         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3748                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3749                 caches++;
3750         }
3751
3752         slab_state = UP;
3753
3754         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3755         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3756                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3757                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3758         }
3759
3760         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3761                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3762                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3763         }
3764
3765         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3766                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3767
3768                 BUG_ON(!s);
3769                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3770         }
3771
3772 #ifdef CONFIG_SMP
3773         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3774 #endif
3775
3776 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3777         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3778                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3779
3780                 if (s && s->size) {
3781                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3782                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3783
3784                         BUG_ON(!name);
3785                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3786                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3787                 }
3788         }
3789 #endif
3790         printk(KERN_INFO
3791                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3792                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3793                 caches, cache_line_size(),
3794                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3795                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3796 }
3797
3798 void __init kmem_cache_init_late(void)
3799 {
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Find a mergeable slab cache
3804  */
3805 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3806 {
3807         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3808                 return 1;
3809
3810         if (s->ctor)
3811                 return 1;
3812
3813         /*
3814          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3815          */
3816         if (s->refcount < 0)
3817                 return 1;
3818
3819         return 0;
3820 }
3821
3822 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3823                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3824                 void (*ctor)(void *))
3825 {
3826         struct kmem_cache *s;
3827
3828         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3829                 return NULL;
3830
3831         if (ctor)
3832                 return NULL;
3833
3834         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3835         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3836         size = ALIGN(size, align);
3837         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3838
3839         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3840                 if (slab_unmergeable(s))
3841                         continue;
3842
3843                 if (size > s->size)
3844                         continue;
3845
3846                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3847                                 continue;
3848                 /*
3849                  * Check if alignment is compatible.
3850                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3851                  */
3852                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3853                         continue;
3854
3855                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3856                         continue;
3857
3858                 return s;
3859         }
3860         return NULL;
3861 }
3862
3863 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3864                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3865 {
3866         struct kmem_cache *s;
3867         char *n;
3868
3869         if (WARN_ON(!name))
3870                 return NULL;
3871
3872         down_write(&slub_lock);
3873         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3874         if (s) {
3875                 s->refcount++;
3876                 /*
3877                  * Adjust the object sizes so that we clear
3878                  * the complete object on kzalloc.
3879                  */
3880                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3881                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3882
3883                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3884                         s->refcount--;
3885                         goto err;
3886                 }
3887                 up_write(&slub_lock);
3888                 return s;
3889         }
3890
3891         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3892         if (!n)
3893                 goto err;
3894
3895         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3896         if (s) {
3897                 if (kmem_cache_open(s, n,
3898                                 size, align, flags, ctor)) {
3899                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3900                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3901                                 list_del(&s->list);
3902                                 kfree(n);
3903                                 kfree(s);
3904                                 goto err;
3905                         }
3906                         up_write(&slub_lock);
3907                         return s;
3908                 }
3909                 kfree(n);
3910                 kfree(s);
3911         }
3912 err:
3913         up_write(&slub_lock);
3914
3915         if (flags & SLAB_PANIC)
3916                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3917         else
3918                 s = NULL;
3919         return s;
3920 }
3921 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3922
3923 #ifdef CONFIG_SMP
3924 /*
3925  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3926  * necessary.
3927  */
3928 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3929                 unsigned long action, void *hcpu)
3930 {
3931         long cpu = (long)hcpu;
3932         struct kmem_cache *s;
3933         unsigned long flags;
3934
3935         switch (action) {
3936         case CPU_UP_CANCELED:
3937         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3938         case CPU_DEAD:
3939         case CPU_DEAD_FROZEN:
3940                 down_read(&slub_lock);
3941                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3942                         local_irq_save(flags);
3943                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3944                         local_irq_restore(flags);
3945                 }
3946                 up_read(&slub_lock);
3947                 break;
3948         default:
3949                 break;
3950         }
3951         return NOTIFY_OK;
3952 }
3953
3954 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3955         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3956 };
3957
3958 #endif
3959
3960 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3961 {
3962         struct kmem_cache *s;
3963         void *ret;
3964
3965         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3966                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3967
3968         s = get_slab(size, gfpflags);
3969
3970         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3971                 return s;
3972
3973         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3974
3975         /* Honor the call site pointer we received. */
3976         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3977
3978         return ret;
3979 }
3980
3981 #ifdef CONFIG_NUMA
3982 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3983                                         int node, unsigned long caller)
3984 {
3985         struct kmem_cache *s;
3986         void *ret;
3987
3988         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3989                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3990
3991                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3992                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3993                                    gfpflags, node);
3994
3995                 return ret;
3996         }
3997
3998         s = get_slab(size, gfpflags);
3999
4000         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4001                 return s;
4002
4003         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4004
4005         /* Honor the call site pointer we received. */
4006         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4007
4008         return ret;
4009 }
4010 #endif
4011
4012 #ifdef CONFIG_SYSFS
4013 static int count_inuse(struct page *page)
4014 {
4015         return page->inuse;
4016 }
4017
4018 static int count_total(struct page *page)
4019 {
4020         return page->objects;
4021 }
4022 #endif
4023
4024 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4025 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4026                                                 unsigned long *map)
4027 {
4028         void *p;
4029         void *addr = page_address(page);
4030
4031         if (!check_slab(s, page) ||
4032                         !on_freelist(s, page, NULL))
4033                 return 0;
4034
4035         /* Now we know that a valid freelist exists */
4036         bitmap_zero(map, page->objects);
4037
4038         get_map(s, page, map);
4039         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4040                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4041                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4042                                 return 0;
4043         }
4044
4045         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4046                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4047                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4048                                 return 0;
4049         return 1;
4050 }
4051
4052 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4053                                                 unsigned long *map)
4054 {
4055         slab_lock(page);
4056         validate_slab(s, page, map);
4057         slab_unlock(page);
4058 }
4059
4060 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4061                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4062 {
4063         unsigned long count = 0;
4064         struct page *page;
4065         unsigned long flags;
4066
4067         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4068
4069         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4070                 validate_slab_slab(s, page, map);
4071                 count++;
4072         }
4073         if (count != n->nr_partial)
4074                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4075                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4076
4077         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4078                 goto out;
4079
4080         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4081                 validate_slab_slab(s, page, map);
4082                 count++;
4083         }
4084         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4085                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4086                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4087                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4088
4089 out:
4090         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4091         return count;
4092 }
4093
4094 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4095 {
4096         int node;
4097         unsigned long count = 0;
4098         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4099                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4100
4101         if (!map)
4102                 return -ENOMEM;
4103
4104         flush_all(s);
4105         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4106                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4107
4108                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4109         }
4110         kfree(map);
4111         return count;
4112 }
4113 /*
4114  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4115  * and freed.
4116  */
4117
4118 struct location {
4119         unsigned long count;
4120         unsigned long addr;
4121         long long sum_time;
4122         long min_time;
4123         long max_time;
4124         long min_pid;
4125         long max_pid;
4126         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4127         nodemask_t nodes;
4128 };
4129
4130 struct loc_track {
4131         unsigned long max;
4132         unsigned long count;
4133         struct location *loc;
4134 };
4135
4136 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4137 {
4138         if (t->max)
4139                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4140                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4141 }
4142
4143 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4144 {
4145         struct location *l;
4146         int order;
4147
4148         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4149
4150         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4151         if (!l)
4152                 return 0;
4153
4154         if (t->count) {
4155                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4156                 free_loc_track(t);
4157         }
4158         t->max = max;
4159         t->loc = l;
4160         return 1;
4161 }
4162
4163 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4164                                 const struct track *track)
4165 {
4166         long start, end, pos;
4167         struct location *l;
4168         unsigned long caddr;
4169         unsigned long age = jiffies - track->when;
4170
4171         start = -1;
4172         end = t->count;
4173
4174         for ( ; ; ) {
4175                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4176
4177                 /*
4178                  * There is nothing at "end". If we end up there
4179                  * we need to add something to before end.
4180                  */
4181                 if (pos == end)
4182                         break;
4183
4184                 caddr = t->loc[pos].addr;
4185                 if (track->addr == caddr) {
4186
4187                         l = &t->loc[pos];
4188                         l->count++;
4189                         if (track->when) {
4190                                 l->sum_time += age;
4191                                 if (age < l->min_time)
4192                                         l->min_time = age;
4193                                 if (age > l->max_time)
4194                                         l->max_time = age;
4195
4196                                 if (track->pid < l->min_pid)
4197                                         l->min_pid = track->pid;
4198                                 if (track->pid > l->max_pid)
4199                                         l->max_pid = track->pid;
4200
4201                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4202                                                 to_cpumask(l->cpus));
4203                         }
4204                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4205                         return 1;
4206                 }
4207
4208                 if (track->addr < caddr)
4209                         end = pos;
4210                 else
4211                         start = pos;
4212         }
4213
4214         /*
4215          * Not found. Insert new tracking element.
4216          */
4217         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4218                 return 0;
4219
4220         l = t->loc + pos;
4221         if (pos < t->count)
4222                 memmove(l + 1, l,
4223                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4224         t->count++;
4225         l->count = 1;
4226         l->addr = track->addr;
4227         l->sum_time = age;
4228         l->min_time = age;
4229         l->max_time = age;
4230         l->min_pid = track->pid;
4231         l->max_pid = track->pid;
4232         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4233         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4234         nodes_clear(l->nodes);
4235         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4236         return 1;
4237 }
4238
4239 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4240                 struct page *page, enum track_item alloc,
4241                 unsigned long *map)
4242 {
4243         void *addr = page_address(page);
4244         void *p;
4245
4246         bitmap_zero(map, page->objects);
4247         get_map(s, page, map);
4248
4249         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4250                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4251                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4252 }
4253
4254 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4255                                         enum track_item alloc)
4256 {
4257         int len = 0;
4258         unsigned long i;
4259         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4260         int node;
4261         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4262                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4263
4264         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4265                                      GFP_TEMPORARY)) {
4266                 kfree(map);
4267                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4268         }
4269         /* Push back cpu slabs */
4270         flush_all(s);
4271
4272         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4273                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4274                 unsigned long flags;
4275                 struct page *page;
4276
4277                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4278                         continue;
4279
4280                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4281                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4282                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4283                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4284                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4285                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4286         }
4287
4288         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4289                 struct location *l = &t.loc[i];
4290
4291                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4292                         break;
4293                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4294
4295                 if (l->addr)
4296                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4297                 else
4298                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4299
4300                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4301                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4302                                 l->min_time,
4303                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4304                                 l->max_time);
4305                 } else
4306                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4307                                 l->min_time);
4308
4309                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4310                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4311                                 l->min_pid, l->max_pid);
4312                 else
4313                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4314                                 l->min_pid);
4315
4316                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4317                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4318                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4319                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4320                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4321                                                  to_cpumask(l->cpus));
4322                 }
4323
4324                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4325                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4326                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4327                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4328                                         l->nodes);
4329                 }
4330
4331                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4332         }
4333
4334         free_loc_track(&t);
4335         kfree(map);
4336         if (!t.count)
4337                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4338         return len;
4339 }
4340 #endif
4341
4342 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4343 static void resiliency_test(void)
4344 {
4345         u8 *p;
4346
4347         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4348
4349         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4350         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4351         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4352
4353         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4354         p[16] = 0x12;
4355         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4356                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4357
4358         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4359
4360         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4361         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4362         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4363         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4364                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4365         printk(KERN_ERR
4366                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4367
4368         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4369         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4370         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4371         *p = 0x56;
4372         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4373                                                                         p);
4374         printk(KERN_ERR
4375                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4376         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4377
4378         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4379         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4380         kfree(p);
4381         *p = 0x78;
4382         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4383         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4384
4385         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4386         kfree(p);
4387         p[50] = 0x9a;
4388         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4389                         p);
4390         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4391
4392         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4393         kfree(p);
4394         p[512] = 0xab;
4395         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4396         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4397 }
4398 #else
4399 #ifdef CONFIG_SYSFS
4400 static void resiliency_test(void) {};
4401 #endif
4402 #endif
4403
4404 #ifdef CONFIG_SYSFS
4405 enum slab_stat_type {
4406         SL_ALL,                 /* All slabs */
4407         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4408         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4409         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4410         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4411 };
4412
4413 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4414 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4415 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4416 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4417 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4418
4419 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4420                             char *buf, unsigned long flags)
4421 {
4422         unsigned long total = 0;
4423         int node;
4424         int x;
4425         unsigned long *nodes;
4426         unsigned long *per_cpu;
4427
4428         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4429         if (!nodes)
4430                 return -ENOMEM;
4431         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4432
4433         if (flags & SO_CPU) {
4434                 int cpu;
4435
4436                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4437                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4438                         struct page *page;
4439
4440                         if (!c || c->node < 0)
4441                                 continue;
4442
4443                         if (c->page) {
4444                                         if (flags & SO_TOTAL)
4445                                                 x = c->page->objects;
4446                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4447                                         x = c->page->inuse;
4448                                 else
4449                                         x = 1;
4450
4451                                 total += x;
4452                                 nodes[c->node] += x;
4453                         }
4454                         page = c->partial;
4455
4456                         if (page) {
4457                                 x = page->pobjects;
4458                                 total += x;
4459                                 nodes[c->node] += x;
4460                         }
4461                         per_cpu[c->node]++;
4462                 }
4463         }
4464
4465         lock_memory_hotplug();
4466 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4467         if (flags & SO_ALL) {
4468                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4469                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4470
4471                 if (flags & SO_TOTAL)
4472                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4473                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4474                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4475                                 count_partial(n, count_free);
4476
4477                         else
4478                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4479                         total += x;
4480                         nodes[node] += x;
4481                 }
4482
4483         } else
4484 #endif
4485         if (flags & SO_PARTIAL) {
4486                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4487                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4488
4489                         if (flags & SO_TOTAL)
4490                                 x = count_partial(n, count_total);
4491                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4492                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4493                         else
4494                                 x = n->nr_partial;
4495                         total += x;
4496                         nodes[node] += x;
4497                 }
4498         }
4499         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4500 #ifdef CONFIG_NUMA
4501         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4502                 if (nodes[node])
4503                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4504                                         node, nodes[node]);
4505 #endif
4506         unlock_memory_hotplug();
4507         kfree(nodes);
4508         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4509 }
4510
4511 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4512 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4513 {
4514         int node;
4515
4516         for_each_online_node(node) {
4517                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4518
4519                 if (!n)
4520                         continue;
4521
4522                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4523                         return 1;
4524         }
4525         return 0;
4526 }
4527 #endif
4528
4529 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4530 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4531
4532 struct slab_attribute {
4533         struct attribute attr;
4534         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4535         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4536 };
4537
4538 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4539         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4540         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4541
4542 #define SLAB_ATTR(_name) \
4543         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4544         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4545
4546 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4547 {
4548         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4549 }
4550 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4551
4552 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4553 {
4554         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4555 }
4556 SLAB_ATTR_RO(align);
4557
4558 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4559 {
4560         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4561 }
4562 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4563
4564 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4565 {
4566         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4567 }
4568 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4569
4570 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4571                                 const char *buf, size_t length)
4572 {
4573         unsigned long order;
4574         int err;
4575
4576         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4577         if (err)
4578                 return err;
4579
4580         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4581                 return -EINVAL;
4582
4583         calculate_sizes(s, order);
4584         return length;
4585 }
4586
4587 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4588 {
4589         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4590 }
4591 SLAB_ATTR(order);
4592
4593 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4594 {
4595         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4596 }
4597
4598 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4599                                  size_t length)
4600 {
4601         unsigned long min;
4602         int err;
4603
4604         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4605         if (err)
4606                 return err;
4607
4608         set_min_partial(s, min);
4609         return length;
4610 }
4611 SLAB_ATTR(min_partial);
4612
4613 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4614 {
4615         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4616 }
4617
4618 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4619                                  size_t length)
4620 {
4621         unsigned long objects;
4622         int err;
4623
4624         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4625         if (err)
4626                 return err;
4627
4628         s->cpu_partial = objects;
4629         flush_all(s);
4630         return length;
4631 }
4632 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4633
4634 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4635 {
4636         if (!s->ctor)
4637                 return 0;
4638         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4639 }
4640 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4641
4642 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4643 {
4644         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4645 }
4646 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4647
4648 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4649 {
4650         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4651 }
4652 SLAB_ATTR_RO(partial);
4653
4654 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4655 {
4656         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4657 }
4658 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4659
4660 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4661 {
4662         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4663 }
4664 SLAB_ATTR_RO(objects);
4665
4666 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4667 {
4668         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4669 }
4670 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4671
4672 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         int objects = 0;
4675         int pages = 0;
4676         int cpu;
4677         int len;
4678
4679         for_each_online_cpu(cpu) {
4680                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4681
4682                 if (page) {
4683                         pages += page->pages;
4684                         objects += page->pobjects;
4685                 }
4686         }
4687
4688         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4689
4690 #ifdef CONFIG_SMP
4691         for_each_online_cpu(cpu) {
4692                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4693
4694                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4695                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4696                                 page->pobjects, page->pages);
4697         }
4698 #endif
4699         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4700 }
4701 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4702
4703 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4704 {
4705         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4706 }
4707
4708 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4709                                 const char *buf, size_t length)
4710 {
4711         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4712         if (buf[0] == '1')
4713                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4714         return length;
4715 }
4716 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4717
4718 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4719 {
4720         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4721 }
4722 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4723
4724 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4725 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4726 {
4727         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4728 }
4729 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4730 #endif
4731
4732 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4735 }
4736 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4737
4738 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4739 {
4740         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4741 }
4742 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4743
4744 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4745 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4748 }
4749 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4750
4751 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4752 {
4753         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4754 }
4755 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4756
4757 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4758 {
4759         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4760 }
4761
4762 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4763                                 const char *buf, size_t length)
4764 {
4765         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4766         if (buf[0] == '1') {
4767                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4768                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4769         }
4770         return length;
4771 }
4772 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4773
4774 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4775 {
4776         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4777 }
4778
4779 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4780                                                         size_t length)
4781 {
4782         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4783         if (buf[0] == '1') {
4784                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4785                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4786         }
4787         return length;
4788 }
4789 SLAB_ATTR(trace);
4790
4791 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4792 {
4793         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4794 }
4795
4796 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4797                                 const char *buf, size_t length)
4798 {
4799         if (any_slab_objects(s))
4800                 return -EBUSY;
4801
4802         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4803         if (buf[0] == '1') {
4804                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4805                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4806         }
4807         calculate_sizes(s, -1);
4808         return length;
4809 }
4810 SLAB_ATTR(red_zone);
4811
4812 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4813 {
4814         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4815 }
4816
4817 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4818                                 const char *buf, size_t length)
4819 {
4820         if (any_slab_objects(s))
4821                 return -EBUSY;
4822
4823         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4824         if (buf[0] == '1') {
4825                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4826                 s->flags |= SLAB_POISON;
4827         }
4828         calculate_sizes(s, -1);
4829         return length;
4830 }
4831 SLAB_ATTR(poison);
4832
4833 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4834 {
4835         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4836 }
4837
4838 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4839                                 const char *buf, size_t length)
4840 {
4841         if (any_slab_objects(s))
4842                 return -EBUSY;
4843
4844         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4845         if (buf[0] == '1') {
4846                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4847                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4848         }
4849         calculate_sizes(s, -1);
4850         return length;
4851 }
4852 SLAB_ATTR(store_user);
4853
4854 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4855 {
4856         return 0;
4857 }
4858
4859 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4860                         const char *buf, size_t length)
4861 {
4862         int ret = -EINVAL;
4863
4864         if (buf[0] == '1') {
4865                 ret = validate_slab_cache(s);
4866                 if (ret >= 0)
4867                         ret = length;
4868         }
4869         return ret;
4870 }
4871 SLAB_ATTR(validate);
4872
4873 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4874 {
4875         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4876                 return -ENOSYS;
4877         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4878 }
4879 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4880
4881 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4882 {
4883         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4884                 return -ENOSYS;
4885         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4886 }
4887 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4888 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4889
4890 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4891 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4892 {
4893         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4894 }
4895
4896 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4897                                                         size_t length)
4898 {
4899         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4900         if (buf[0] == '1')
4901                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4902         return length;
4903 }
4904 SLAB_ATTR(failslab);
4905 #endif
4906
4907 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4908 {
4909         return 0;
4910 }
4911
4912 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4913                         const char *buf, size_t length)
4914 {
4915         if (buf[0] == '1') {
4916                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4917
4918                 if (rc)
4919                         return rc;
4920         } else
4921                 return -EINVAL;
4922         return length;
4923 }
4924 SLAB_ATTR(shrink);
4925
4926 #ifdef CONFIG_NUMA
4927 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4928 {
4929         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4930 }
4931
4932 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4933                                 const char *buf, size_t length)
4934 {
4935         unsigned long ratio;
4936         int err;
4937
4938         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4939         if (err)
4940                 return err;
4941
4942         if (ratio <= 100)
4943                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4944
4945         return length;
4946 }
4947 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4948 #endif
4949
4950 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4951 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4952 {
4953         unsigned long sum  = 0;
4954         int cpu;
4955         int len;
4956         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4957
4958         if (!data)
4959                 return -ENOMEM;
4960
4961         for_each_online_cpu(cpu) {
4962                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4963
4964                 data[cpu] = x;
4965                 sum += x;
4966         }
4967
4968         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4969
4970 #ifdef CONFIG_SMP
4971         for_each_online_cpu(cpu) {
4972                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4973                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4974         }
4975 #endif
4976         kfree(data);
4977         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4978 }
4979
4980 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4981 {
4982         int cpu;
4983
4984         for_each_online_cpu(cpu)
4985                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4986 }
4987
4988 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4989 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4990 {                                                               \
4991         return show_stat(s, buf, si);                           \
4992 }                                                               \
4993 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4994                                 const char *buf, size_t length) \
4995 {                                                               \
4996         if (buf[0] != '0')                                      \
4997                 return -EINVAL;                                 \
4998         clear_stat(s, si);                                      \
4999         return length;                                          \
5000 }                                                               \
5001 SLAB_ATTR(text);                                                \
5002
5003 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5004 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5005 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5006 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5007 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5008 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5009 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5010 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5011 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5012 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5013 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5014 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5015 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5016 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5017 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5018 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5019 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5020 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5021 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5022 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5023 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5024 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5025 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5026 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5027 #endif
5028
5029 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5030         &slab_size_attr.attr,
5031         &object_size_attr.attr,
5032         &objs_per_slab_attr.attr,
5033         &order_attr.attr,
5034         &min_partial_attr.attr,
5035         &cpu_partial_attr.attr,
5036         &objects_attr.attr,
5037         &objects_partial_attr.attr,
5038         &partial_attr.attr,
5039         &cpu_slabs_attr.attr,
5040         &ctor_attr.attr,
5041         &aliases_attr.attr,
5042         &align_attr.attr,
5043         &hwcache_align_attr.attr,
5044         &reclaim_account_attr.attr,
5045         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5046         &shrink_attr.attr,
5047         &reserved_attr.attr,
5048         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5049 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5050         &total_objects_attr.attr,
5051         &slabs_attr.attr,
5052         &sanity_checks_attr.attr,
5053         &trace_attr.attr,
5054         &red_zone_attr.attr,
5055         &poison_attr.attr,
5056         &store_user_attr.attr,
5057         &validate_attr.attr,
5058         &alloc_calls_attr.attr,
5059         &free_calls_attr.attr,
5060 #endif
5061 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5062         &cache_dma_attr.attr,
5063 #endif
5064 #ifdef CONFIG_NUMA
5065         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5066 #endif
5067 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5068         &alloc_fastpath_attr.attr,
5069         &alloc_slowpath_attr.attr,
5070         &free_fastpath_attr.attr,
5071         &free_slowpath_attr.attr,
5072         &free_frozen_attr.attr,
5073         &free_add_partial_attr.attr,
5074         &free_remove_partial_attr.attr,
5075         &alloc_from_partial_attr.attr,
5076         &alloc_slab_attr.attr,
5077         &alloc_refill_attr.attr,
5078         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5079         &free_slab_attr.attr,
5080         &cpuslab_flush_attr.attr,
5081         &deactivate_full_attr.attr,
5082         &deactivate_empty_attr.attr,
5083         &deactivate_to_head_attr.attr,
5084         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5085         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5086         &deactivate_bypass_attr.attr,
5087         &order_fallback_attr.attr,
5088         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5089         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5090         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5091         &cpu_partial_free_attr.attr,
5092 #endif
5093 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5094         &failslab_attr.attr,
5095 #endif
5096
5097         NULL
5098 };
5099
5100 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5101         .attrs = slab_attrs,
5102 };
5103
5104 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5105                                 struct attribute *attr,
5106                                 char *buf)
5107 {
5108         struct slab_attribute *attribute;
5109         struct kmem_cache *s;
5110         int err;
5111
5112         attribute = to_slab_attr(attr);
5113         s = to_slab(kobj);
5114
5115         if (!attribute->show)
5116                 return -EIO;
5117
5118         err = attribute->show(s, buf);
5119
5120         return err;
5121 }
5122
5123 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5124                                 struct attribute *attr,
5125                                 const char *buf, size_t len)
5126 {
5127         struct slab_attribute *attribute;
5128         struct kmem_cache *s;
5129         int err;
5130
5131         attribute = to_slab_attr(attr);
5132         s = to_slab(kobj);
5133
5134         if (!attribute->store)
5135                 return -EIO;
5136
5137         err = attribute->store(s, buf, len);
5138
5139         return err;
5140 }
5141
5142 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5143 {
5144         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5145
5146         kfree(s->name);
5147         kfree(s);
5148 }
5149
5150 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5151         .show = slab_attr_show,
5152         .store = slab_attr_store,
5153 };
5154
5155 static struct kobj_type slab_ktype = {
5156         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5157         .release = kmem_cache_release
5158 };
5159
5160 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5161 {
5162         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5163
5164         if (ktype == &slab_ktype)
5165                 return 1;
5166         return 0;
5167 }
5168
5169 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5170         .filter = uevent_filter,
5171 };
5172
5173 static struct kset *slab_kset;
5174
5175 #define ID_STR_LENGTH 64
5176
5177 /* Create a unique string id for a slab cache:
5178  *
5179  * Format       :[flags-]size
5180  */
5181 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5182 {
5183         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5184         char *p = name;
5185
5186         BUG_ON(!name);
5187
5188         *p++ = ':';
5189         /*
5190          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5191          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5192          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5193          * are matched during merging to guarantee that the id is
5194          * unique.
5195          */
5196         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5197                 *p++ = 'd';
5198         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5199                 *p++ = 'a';
5200         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5201                 *p++ = 'F';
5202         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5203                 *p++ = 't';
5204         if (p != name + 1)
5205                 *p++ = '-';
5206         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5207         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5208         return name;
5209 }
5210
5211 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5212 {
5213         int err;
5214         const char *name;
5215         int unmergeable;
5216
5217         if (slab_state < SYSFS)
5218                 /* Defer until later */
5219                 return 0;
5220
5221         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5222         if (unmergeable) {
5223                 /*
5224                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5225                  * This is typically the case for debug situations. In that
5226                  * case we can catch duplicate names easily.
5227                  */
5228                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5229                 name = s->name;
5230         } else {
5231                 /*
5232                  * Create a unique name for the slab as a target
5233                  * for the symlinks.
5234                  */
5235                 name = create_unique_id(s);
5236         }
5237
5238         s->kobj.kset = slab_kset;
5239         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5240         if (err) {
5241                 kobject_put(&s->kobj);
5242                 return err;
5243         }
5244
5245         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5246         if (err) {
5247                 kobject_del(&s->kobj);
5248                 kobject_put(&s->kobj);
5249                 return err;
5250         }
5251         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5252         if (!unmergeable) {
5253                 /* Setup first alias */
5254                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5255                 kfree(name);
5256         }
5257         return 0;
5258 }
5259
5260 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5261 {
5262         if (slab_state < SYSFS)
5263                 /*
5264                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5265                  * cache from sysfs.
5266                  */
5267                 return;
5268
5269         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5270         kobject_del(&s->kobj);
5271         kobject_put(&s->kobj);
5272 }
5273
5274 /*
5275  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5276  * available lest we lose that information.
5277  */
5278 struct saved_alias {
5279         struct kmem_cache *s;
5280         const char *name;
5281         struct saved_alias *next;
5282 };
5283
5284 static struct saved_alias *alias_list;
5285
5286 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5287 {
5288         struct saved_alias *al;
5289
5290         if (slab_state == SYSFS) {
5291                 /*
5292                  * If we have a leftover link then remove it.
5293                  */
5294                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5295                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5296         }
5297
5298         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5299         if (!al)
5300                 return -ENOMEM;
5301
5302         al->s = s;
5303         al->name = name;
5304         al->next = alias_list;
5305         alias_list = al;
5306         return 0;
5307 }
5308
5309 static int __init slab_sysfs_init(void)
5310 {
5311         struct kmem_cache *s;
5312         int err;
5313
5314         down_write(&slub_lock);
5315
5316         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5317         if (!slab_kset) {
5318                 up_write(&slub_lock);
5319                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5320                 return -ENOSYS;
5321         }
5322
5323         slab_state = SYSFS;
5324
5325         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5326                 err = sysfs_slab_add(s);
5327                 if (err)
5328                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5329                                                 " to sysfs\n", s->name);
5330         }
5331
5332         while (alias_list) {
5333                 struct saved_alias *al = alias_list;
5334
5335                 alias_list = alias_list->next;
5336                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5337                 if (err)
5338                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5339                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5340                 kfree(al);
5341         }
5342
5343         up_write(&slub_lock);
5344         resiliency_test();
5345         return 0;
5346 }
5347
5348 __initcall(slab_sysfs_init);
5349 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5350
5351 /*
5352  * The /proc/slabinfo ABI
5353  */
5354 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5355 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5356 {
5357         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5358         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5359                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5360         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5361         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5362         seq_putc(m, '\n');
5363 }
5364
5365 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5366 {
5367         loff_t n = *pos;
5368
5369         down_read(&slub_lock);
5370         if (!n)
5371                 print_slabinfo_header(m);
5372
5373         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5374 }
5375
5376 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5377 {
5378         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5379 }
5380
5381 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5382 {
5383         up_read(&slub_lock);
5384 }
5385
5386 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5387 {
5388         unsigned long nr_partials = 0;
5389         unsigned long nr_slabs = 0;
5390         unsigned long nr_inuse = 0;
5391         unsigned long nr_objs = 0;
5392         unsigned long nr_free = 0;
5393         struct kmem_cache *s;
5394         int node;
5395
5396         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5397
5398         for_each_online_node(node) {
5399                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5400
5401                 if (!n)
5402                         continue;
5403
5404                 nr_partials += n->nr_partial;
5405                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5406                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5407                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5408         }
5409
5410         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5411
5412         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5413                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5414                    (1 << oo_order(s->oo)));
5415         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5416         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5417                    0UL);
5418         seq_putc(m, '\n');
5419         return 0;
5420 }
5421
5422 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5423         .start = s_start,
5424         .next = s_next,
5425         .stop = s_stop,
5426         .show = s_show,
5427 };
5428
5429 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5430 {
5431         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5432 }
5433
5434 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5435         .open           = slabinfo_open,
5436         .read           = seq_read,
5437         .llseek         = seq_lseek,
5438         .release        = seq_release,
5439 };
5440
5441 static int __init slab_proc_init(void)
5442 {
5443         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5444         return 0;
5445 }
5446 module_init(slab_proc_init);
5447 #endif /* CONFIG_SLABINFO */