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