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