slub: pass page to node_match() instead of kmem_cache_cpu structure
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 #include <linux/prefetch.h>
33
34 #include <trace/events/kmem.h>
35
36 /*
37  * Lock order:
38  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
39  *   2. node->list_lock
40  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
41  *
42  *   slub_lock
43  *
44  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
45  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
46  *
47  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
48  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
49  *   double word in the page struct. Meaning
50  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
51  *      B. page->counters       -> Counters of objects
52  *      C. page->frozen         -> frozen state
53  *
54  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
55  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
56  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
57  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
58  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
59  *
60  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
61  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
62  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
63  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
64  *   modified without taking the list lock).
65  *
66  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
67  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
68  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
69  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
70  *   the list lock.
71  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
72  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
73  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
74  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
75  *
76  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
77  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
78  *
79  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
80  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
81  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
82  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
83  * cannot scan all objects.
84  *
85  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
86  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
87  * fast frees and allocs.
88  *
89  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
90  *
91  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
92  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
93  *                      such as satisfying allocations for a specific
94  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
95  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
96  *                      list operations. It is up to the processor holding
97  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
98  *                      when the slab is no longer needed.
99  *
100  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
101  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
102  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
103  *                      freelist that allows lockless access to
104  *                      free objects in addition to the regular freelist
105  *                      that requires the slab lock.
106  *
107  * PageError            Slab requires special handling due to debug
108  *                      options set. This moves slab handling out of
109  *                      the fast path and disables lockless freelists.
110  */
111
112 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
113                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
114
115 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
116 {
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
119 #else
120         return 0;
121 #endif
122 }
123
124 /*
125  * Issues still to be resolved:
126  *
127  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
128  *
129  * - Variable sizing of the per node arrays
130  */
131
132 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
133 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
134
135 /* Enable to log cmpxchg failures */
136 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
137
138 /*
139  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
140  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
141  */
142 #define MIN_PARTIAL 5
143
144 /*
145  * Maximum number of desirable partial slabs.
146  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
147  * sort the partial list by the number of objects in the.
148  */
149 #define MAX_PARTIAL 10
150
151 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
152                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
153
154 /*
155  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
156  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
157  * metadata.
158  */
159 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
160
161 /*
162  * Set of flags that will prevent slab merging
163  */
164 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
165                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
166                 SLAB_FAILSLAB)
167
168 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
169                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
170
171 #define OO_SHIFT        16
172 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
173 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
174
175 /* Internal SLUB flags */
176 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
177 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
178
179 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 static enum {
186         DOWN,           /* No slab functionality available */
187         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
188         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
189         SYSFS           /* Sysfs up */
190 } slab_state = DOWN;
191
192 /* A list of all slab caches on the system */
193 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
194 static LIST_HEAD(slab_caches);
195
196 /*
197  * Tracking user of a slab.
198  */
199 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
200 struct track {
201         unsigned long addr;     /* Called from address */
202 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
203         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
204 #endif
205         int cpu;                /* Was running on cpu */
206         int pid;                /* Pid context */
207         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
208 };
209
210 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
211
212 #ifdef CONFIG_SYSFS
213 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
214 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
215 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
216
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
222 {
223         kfree(s->name);
224         kfree(s);
225 }
226
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
233 #endif
234 }
235
236 /********************************************************************
237  *                      Core slab cache functions
238  *******************************************************************/
239
240 int slab_is_available(void)
241 {
242         return slab_state >= UP;
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
246 {
247         return s->node[node];
248 }
249
250 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
251 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
252                                 struct page *page, const void *object)
253 {
254         void *base;
255
256         if (!object)
257                 return 1;
258
259         base = page_address(page);
260         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
261                 (object - base) % s->size) {
262                 return 0;
263         }
264
265         return 1;
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         return *(void **)(object + s->offset);
271 }
272
273 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         prefetch(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         void *p;
281
282 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
283         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
284 #else
285         p = get_freepointer(s, object);
286 #endif
287         return p;
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         *(void **)(object + s->offset) = fp;
293 }
294
295 /* Loop over all objects in a slab */
296 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
297         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
298                         __p += (__s)->size)
299
300 /* Determine object index from a given position */
301 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
302 {
303         return (p - addr) / s->size;
304 }
305
306 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
307 {
308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
309         /*
310          * Debugging requires use of the padding between object
311          * and whatever may come after it.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
314                 return s->objsize;
315
316 #endif
317         /*
318          * If we have the need to store the freelist pointer
319          * back there or track user information then we can
320          * only use the space before that information.
321          */
322         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
323                 return s->inuse;
324         /*
325          * Else we can use all the padding etc for the allocation
326          */
327         return s->size;
328 }
329
330 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
331 {
332         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
333 }
334
335 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
336                 unsigned long size, int reserved)
337 {
338         struct kmem_cache_order_objects x = {
339                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
340         };
341
342         return x;
343 }
344
345 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
346 {
347         return x.x >> OO_SHIFT;
348 }
349
350 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
351 {
352         return x.x & OO_MASK;
353 }
354
355 /*
356  * Per slab locking using the pagelock
357  */
358 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
359 {
360         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
364 {
365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
369 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
370                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
371                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
372                 const char *n)
373 {
374         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
377         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
378                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
379                         freelist_old, counters_old,
380                         freelist_new, counters_new))
381                 return 1;
382         } else
383 #endif
384         {
385                 slab_lock(page);
386                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return 1;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return 0;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                         freelist_old, counters_old,
415                         freelist_new, counters_new))
416                 return 1;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         page->counters = counters_new;
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return 1;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return 0;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * Object debugging
475  */
476 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
477 {
478         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
479                         length, 1);
480 }
481
482 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483         enum track_item alloc)
484 {
485         struct track *p;
486
487         if (s->offset)
488                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
489         else
490                 p = object + s->inuse;
491
492         return p + alloc;
493 }
494
495 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
496                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
497 {
498         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
499
500         if (addr) {
501 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
502                 struct stack_trace trace;
503                 int i;
504
505                 trace.nr_entries = 0;
506                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
507                 trace.entries = p->addrs;
508                 trace.skip = 3;
509                 save_stack_trace(&trace);
510
511                 /* See rant in lockdep.c */
512                 if (trace.nr_entries != 0 &&
513                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
514                         trace.nr_entries--;
515
516                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
517                         p->addrs[i] = 0;
518 #endif
519                 p->addr = addr;
520                 p->cpu = smp_processor_id();
521                 p->pid = current->pid;
522                 p->when = jiffies;
523         } else
524                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
525 }
526
527 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
528 {
529         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
530                 return;
531
532         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
533         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
534 }
535
536 static void print_track(const char *s, struct track *t)
537 {
538         if (!t->addr)
539                 return;
540
541         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
542                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
543 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
544         {
545                 int i;
546                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
547                         if (t->addrs[i])
548                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
549                         else
550                                 break;
551         }
552 #endif
553 }
554
555 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
556 {
557         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
558                 return;
559
560         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
561         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
562 }
563
564 static void print_page_info(struct page *page)
565 {
566         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
567                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
568
569 }
570
571 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
572 {
573         va_list args;
574         char buf[100];
575
576         va_start(args, fmt);
577         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
578         va_end(args);
579         printk(KERN_ERR "========================================"
580                         "=====================================\n");
581         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
582         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
583                         "-------------------------------------\n\n");
584 }
585
586 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
587 {
588         va_list args;
589         char buf[100];
590
591         va_start(args, fmt);
592         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
593         va_end(args);
594         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
616                         s->inuse - s->objsize);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
641 {
642         va_list args;
643         char buf[100];
644
645         va_start(args, fmt);
646         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
647         va_end(args);
648         slab_bug(s, "%s", buf);
649         print_page_info(page);
650         dump_stack();
651 }
652
653 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
654 {
655         u8 *p = object;
656
657         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
658                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
659                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
660         }
661
662         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
663                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
664 }
665
666 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
667                                                 void *from, void *to)
668 {
669         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
670         memset(from, data, to - from);
671 }
672
673 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
674                         u8 *object, char *what,
675                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
676 {
677         u8 *fault;
678         u8 *end;
679
680         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
681         if (!fault)
682                 return 1;
683
684         end = start + bytes;
685         while (end > fault && end[-1] == value)
686                 end--;
687
688         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
689         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
690                                         fault, end - 1, fault[0], value);
691         print_trailer(s, page, object);
692
693         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
694         return 0;
695 }
696
697 /*
698  * Object layout:
699  *
700  * object address
701  *      Bytes of the object to be managed.
702  *      If the freepointer may overlay the object then the free
703  *      pointer is the first word of the object.
704  *
705  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
706  *      0xa5 (POISON_END)
707  *
708  * object + s->objsize
709  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
710  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
711  *      objsize == inuse.
712  *
713  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
714  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
715  *
716  * object + s->inuse
717  *      Meta data starts here.
718  *
719  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
720  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
721  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
722  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
723  *              before the word boundary.
724  *
725  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
726  *
727  * object + s->size
728  *      Nothing is used beyond s->size.
729  *
730  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
731  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
732  * may be used with merged slabcaches.
733  */
734
735 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
736 {
737         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
738
739         if (s->offset)
740                 /* Freepointer is placed after the object. */
741                 off += sizeof(void *);
742
743         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
744                 /* We also have user information there */
745                 off += 2 * sizeof(struct track);
746
747         if (s->size == off)
748                 return 1;
749
750         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
751                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
752 }
753
754 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
755 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
756 {
757         u8 *start;
758         u8 *fault;
759         u8 *end;
760         int length;
761         int remainder;
762
763         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
764                 return 1;
765
766         start = page_address(page);
767         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
768         end = start + length;
769         remainder = length % s->size;
770         if (!remainder)
771                 return 1;
772
773         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
774         if (!fault)
775                 return 1;
776         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
777                 end--;
778
779         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
780         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
781
782         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
783         return 0;
784 }
785
786 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                                         void *object, u8 val)
788 {
789         u8 *p = object;
790         u8 *endobject = object + s->objsize;
791
792         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
793                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
794                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
795                         return 0;
796         } else {
797                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
798                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
799                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
800                 }
801         }
802
803         if (s->flags & SLAB_POISON) {
804                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
805                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
806                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
807                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
808                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
809                         return 0;
810                 /*
811                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
812                  */
813                 check_pad_bytes(s, page, p);
814         }
815
816         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
817                 /*
818                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
819                  * freepointer while object is allocated.
820                  */
821                 return 1;
822
823         /* Check free pointer validity */
824         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
825                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
826                 /*
827                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
828                  * of the free objects in this slab. May cause
829                  * another error because the object count is now wrong.
830                  */
831                 set_freepointer(s, p, NULL);
832                 return 0;
833         }
834         return 1;
835 }
836
837 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         int maxobj;
840
841         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
842
843         if (!PageSlab(page)) {
844                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
845                 return 0;
846         }
847
848         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
849         if (page->objects > maxobj) {
850                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
851                         s->name, page->objects, maxobj);
852                 return 0;
853         }
854         if (page->inuse > page->objects) {
855                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
856                         s->name, page->inuse, page->objects);
857                 return 0;
858         }
859         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
860         slab_pad_check(s, page);
861         return 1;
862 }
863
864 /*
865  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
866  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
867  */
868 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
869 {
870         int nr = 0;
871         void *fp;
872         void *object = NULL;
873         unsigned long max_objects;
874
875         fp = page->freelist;
876         while (fp && nr <= page->objects) {
877                 if (fp == search)
878                         return 1;
879                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
880                         if (object) {
881                                 object_err(s, page, object,
882                                         "Freechain corrupt");
883                                 set_freepointer(s, object, NULL);
884                                 break;
885                         } else {
886                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
887                                 page->freelist = NULL;
888                                 page->inuse = page->objects;
889                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
890                                 return 0;
891                         }
892                         break;
893                 }
894                 object = fp;
895                 fp = get_freepointer(s, object);
896                 nr++;
897         }
898
899         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
900         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
901                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
902
903         if (page->objects != max_objects) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
905                         "should be %d", page->objects, max_objects);
906                 page->objects = max_objects;
907                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
908         }
909         if (page->inuse != page->objects - nr) {
910                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
911                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
912                 page->inuse = page->objects - nr;
913                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
914         }
915         return search == NULL;
916 }
917
918 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
919                                                                 int alloc)
920 {
921         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
922                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
923                         s->name,
924                         alloc ? "alloc" : "free",
925                         object, page->inuse,
926                         page->freelist);
927
928                 if (!alloc)
929                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
930
931                 dump_stack();
932         }
933 }
934
935 /*
936  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
937  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
938  */
939 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
940 {
941         flags &= gfp_allowed_mask;
942         lockdep_trace_alloc(flags);
943         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
944
945         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
946 }
947
948 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
949 {
950         flags &= gfp_allowed_mask;
951         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
952         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
953 }
954
955 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
956 {
957         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
958
959         /*
960          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
961          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
962          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
963          */
964 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
965         {
966                 unsigned long flags;
967
968                 local_irq_save(flags);
969                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
970                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
971                 local_irq_restore(flags);
972         }
973 #endif
974         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
975                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
976 }
977
978 /*
979  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
980  *
981  * list_lock must be held.
982  */
983 static void add_full(struct kmem_cache *s,
984         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
985 {
986         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
987                 return;
988
989         list_add(&page->lru, &n->full);
990 }
991
992 /*
993  * list_lock must be held.
994  */
995 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
996 {
997         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
998                 return;
999
1000         list_del(&page->lru);
1001 }
1002
1003 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1004 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1005 {
1006         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1007
1008         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1009 }
1010
1011 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1012 {
1013         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1014 }
1015
1016 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1017 {
1018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1019
1020         /*
1021          * May be called early in order to allocate a slab for the
1022          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1023          * dilemma by deferring the increment of the count during
1024          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1025          */
1026         if (n) {
1027                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1028                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1029         }
1030 }
1031 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1036         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1037 }
1038
1039 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1040 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1041                                                                 void *object)
1042 {
1043         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1044                 return;
1045
1046         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1047         init_tracking(s, object);
1048 }
1049
1050 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1051                                         void *object, unsigned long addr)
1052 {
1053         if (!check_slab(s, page))
1054                 goto bad;
1055
1056         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1057                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1058                 goto bad;
1059         }
1060
1061         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1062                 goto bad;
1063
1064         /* Success perform special debug activities for allocs */
1065         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1066                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1067         trace(s, page, object, 1);
1068         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1069         return 1;
1070
1071 bad:
1072         if (PageSlab(page)) {
1073                 /*
1074                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1075                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1076                  * as used avoids touching the remaining objects.
1077                  */
1078                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1079                 page->inuse = page->objects;
1080                 page->freelist = NULL;
1081         }
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1086                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1087 {
1088         unsigned long flags;
1089         int rc = 0;
1090
1091         local_irq_save(flags);
1092         slab_lock(page);
1093
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 goto fail;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1099                 goto fail;
1100         }
1101
1102         if (on_freelist(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1108                 goto out;
1109
1110         if (unlikely(s != page->slab)) {
1111                 if (!PageSlab(page)) {
1112                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1113                                 "outside of slab", object);
1114                 } else if (!page->slab) {
1115                         printk(KERN_ERR
1116                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1117                                                 object);
1118                         dump_stack();
1119                 } else
1120                         object_err(s, page, object,
1121                                         "page slab pointer corrupt.");
1122                 goto fail;
1123         }
1124
1125         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1126                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1127         trace(s, page, object, 0);
1128         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1129         rc = 1;
1130 out:
1131         slab_unlock(page);
1132         local_irq_restore(flags);
1133         return rc;
1134
1135 fail:
1136         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1137         goto out;
1138 }
1139
1140 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1141 {
1142         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1143         if (*str++ != '=' || !*str)
1144                 /*
1145                  * No options specified. Switch on full debugging.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         if (*str == ',')
1150                 /*
1151                  * No options but restriction on slabs. This means full
1152                  * debugging for slabs matching a pattern.
1153                  */
1154                 goto check_slabs;
1155
1156         if (tolower(*str) == 'o') {
1157                 /*
1158                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1159                  * would increase as a result.
1160                  */
1161                 disable_higher_order_debug = 1;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         slub_debug = 0;
1166         if (*str == '-')
1167                 /*
1168                  * Switch off all debugging measures.
1169                  */
1170                 goto out;
1171
1172         /*
1173          * Determine which debug features should be switched on
1174          */
1175         for (; *str && *str != ','; str++) {
1176                 switch (tolower(*str)) {
1177                 case 'f':
1178                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1179                         break;
1180                 case 'z':
1181                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1182                         break;
1183                 case 'p':
1184                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1185                         break;
1186                 case 'u':
1187                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1188                         break;
1189                 case 't':
1190                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1191                         break;
1192                 case 'a':
1193                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1194                         break;
1195                 default:
1196                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1197                                 "unknown. skipped\n", *str);
1198                 }
1199         }
1200
1201 check_slabs:
1202         if (*str == ',')
1203                 slub_debug_slabs = str + 1;
1204 out:
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1209
1210 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1211         unsigned long flags, const char *name,
1212         void (*ctor)(void *))
1213 {
1214         /*
1215          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1216          */
1217         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1218                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1219                 flags |= slub_debug;
1220
1221         return flags;
1222 }
1223 #else
1224 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1225                         struct page *page, void *object) {}
1226
1227 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1228         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1229
1230 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1231         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1232
1233 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1234                         { return 1; }
1235 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1236                         void *object, u8 val) { return 1; }
1237 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1238                                         struct page *page) {}
1239 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1240 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1241         unsigned long flags, const char *name,
1242         void (*ctor)(void *))
1243 {
1244         return flags;
1245 }
1246 #define slub_debug 0
1247
1248 #define disable_higher_order_debug 0
1249
1250 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1251                                                         { return 0; }
1252 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1253                                                         { return 0; }
1254 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1255                                                         int objects) {}
1256 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1257                                                         int objects) {}
1258
1259 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1260                                                         { return 0; }
1261
1262 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1263                 void *object) {}
1264
1265 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1266
1267 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1268
1269 /*
1270  * Slab allocation and freeing
1271  */
1272 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1273                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1274 {
1275         int order = oo_order(oo);
1276
1277         flags |= __GFP_NOTRACK;
1278
1279         if (node == NUMA_NO_NODE)
1280                 return alloc_pages(flags, order);
1281         else
1282                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1283 }
1284
1285 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1286 {
1287         struct page *page;
1288         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1289         gfp_t alloc_gfp;
1290
1291         flags &= gfp_allowed_mask;
1292
1293         if (flags & __GFP_WAIT)
1294                 local_irq_enable();
1295
1296         flags |= s->allocflags;
1297
1298         /*
1299          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1300          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1301          */
1302         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1303
1304         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1305         if (unlikely(!page)) {
1306                 oo = s->min;
1307                 /*
1308                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1309                  * Try a lower order alloc if possible
1310                  */
1311                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1312
1313                 if (page)
1314                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1315         }
1316
1317         if (flags & __GFP_WAIT)
1318                 local_irq_disable();
1319
1320         if (!page)
1321                 return NULL;
1322
1323         if (kmemcheck_enabled
1324                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1325                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1326
1327                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1328
1329                 /*
1330                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1331                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1332                  */
1333                 if (s->ctor)
1334                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1335                 else
1336                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1337         }
1338
1339         page->objects = oo_objects(oo);
1340         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1341                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1342                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1343                 1 << oo_order(oo));
1344
1345         return page;
1346 }
1347
1348 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1349                                 void *object)
1350 {
1351         setup_object_debug(s, page, object);
1352         if (unlikely(s->ctor))
1353                 s->ctor(object);
1354 }
1355
1356 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1357 {
1358         struct page *page;
1359         void *start;
1360         void *last;
1361         void *p;
1362
1363         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1364
1365         page = allocate_slab(s,
1366                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1367         if (!page)
1368                 goto out;
1369
1370         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1371         page->slab = s;
1372         page->flags |= 1 << PG_slab;
1373
1374         start = page_address(page);
1375
1376         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1377                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1378
1379         last = start;
1380         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1381                 setup_object(s, page, last);
1382                 set_freepointer(s, last, p);
1383                 last = p;
1384         }
1385         setup_object(s, page, last);
1386         set_freepointer(s, last, NULL);
1387
1388         page->freelist = start;
1389         page->inuse = page->objects;
1390         page->frozen = 1;
1391 out:
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1396 {
1397         int order = compound_order(page);
1398         int pages = 1 << order;
1399
1400         if (kmem_cache_debug(s)) {
1401                 void *p;
1402
1403                 slab_pad_check(s, page);
1404                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1405                                                 page->objects)
1406                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1407         }
1408
1409         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1410
1411         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1412                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1413                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1414                 -pages);
1415
1416         __ClearPageSlab(page);
1417         reset_page_mapcount(page);
1418         if (current->reclaim_state)
1419                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1420         __free_pages(page, order);
1421 }
1422
1423 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1424         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1425
1426 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1427 {
1428         struct page *page;
1429
1430         if (need_reserve_slab_rcu)
1431                 page = virt_to_head_page(h);
1432         else
1433                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1434
1435         __free_slab(page->slab, page);
1436 }
1437
1438 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1439 {
1440         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1441                 struct rcu_head *head;
1442
1443                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1444                         int order = compound_order(page);
1445                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1446
1447                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1448                         head = page_address(page) + offset;
1449                 } else {
1450                         /*
1451                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1452                          */
1453                         head = (void *)&page->lru;
1454                 }
1455
1456                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1457         } else
1458                 __free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1462 {
1463         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1464         free_slab(s, page);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Management of partially allocated slabs.
1469  *
1470  * list_lock must be held.
1471  */
1472 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1473                                 struct page *page, int tail)
1474 {
1475         n->nr_partial++;
1476         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1477                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1478         else
1479                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * list_lock must be held.
1484  */
1485 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1486                                         struct page *page)
1487 {
1488         list_del(&page->lru);
1489         n->nr_partial--;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1494  * return the pointer to the freelist.
1495  *
1496  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1497  *
1498  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1499  */
1500 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1501                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1502                 int mode)
1503 {
1504         void *freelist;
1505         unsigned long counters;
1506         struct page new;
1507
1508         /*
1509          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1510          * The old freelist is the list of objects for the
1511          * per cpu allocation list.
1512          */
1513         freelist = page->freelist;
1514         counters = page->counters;
1515         new.counters = counters;
1516         if (mode)
1517                 new.inuse = page->objects;
1518
1519         VM_BUG_ON(new.frozen);
1520         new.frozen = 1;
1521
1522         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1523                         freelist, counters,
1524                         NULL, new.counters,
1525                         "acquire_slab"))
1526
1527                 return NULL;
1528
1529         remove_partial(n, page);
1530         WARN_ON(!freelist);
1531         return freelist;
1532 }
1533
1534 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1535
1536 /*
1537  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1538  */
1539 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1540                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1541 {
1542         struct page *page, *page2;
1543         void *object = NULL;
1544
1545         /*
1546          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1547          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1548          * partial slab and there is none available then get_partials()
1549          * will return NULL.
1550          */
1551         if (!n || !n->nr_partial)
1552                 return NULL;
1553
1554         spin_lock(&n->list_lock);
1555         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1556                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1557                 int available;
1558
1559                 if (!t)
1560                         break;
1561
1562                 if (!object) {
1563                         c->page = page;
1564                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1565                         object = t;
1566                         available =  page->objects - page->inuse;
1567                 } else {
1568                         page->freelist = t;
1569                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1570                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1571                 }
1572                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1573                         break;
1574
1575         }
1576         spin_unlock(&n->list_lock);
1577         return object;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1582  */
1583 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1584                 struct kmem_cache_cpu *c)
1585 {
1586 #ifdef CONFIG_NUMA
1587         struct zonelist *zonelist;
1588         struct zoneref *z;
1589         struct zone *zone;
1590         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1591         void *object;
1592         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1593
1594         /*
1595          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1596          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1597          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1598          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1599          *
1600          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1601          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1602          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1603          * from other nodes and filled up.
1604          *
1605          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1606          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1607          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1608          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1609          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1610          * with available objects.
1611          */
1612         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1613                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1614                 return NULL;
1615
1616         do {
1617                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1618                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1619                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1620                         struct kmem_cache_node *n;
1621
1622                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1623
1624                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1625                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1626                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1627                                 if (object) {
1628                                         /*
1629                                          * Return the object even if
1630                                          * put_mems_allowed indicated that
1631                                          * the cpuset mems_allowed was
1632                                          * updated in parallel. It's a
1633                                          * harmless race between the alloc
1634                                          * and the cpuset update.
1635                                          */
1636                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1637                                         return object;
1638                                 }
1639                         }
1640                 }
1641         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1642 #endif
1643         return NULL;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Get a partial page, lock it and return it.
1648  */
1649 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1650                 struct kmem_cache_cpu *c)
1651 {
1652         void *object;
1653         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1654
1655         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1656         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1657                 return object;
1658
1659         return get_any_partial(s, flags, c);
1660 }
1661
1662 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1663 /*
1664  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1665  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1666  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1667  */
1668 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1669 #else
1670 /*
1671  * No preemption supported therefore also no need to check for
1672  * different cpus.
1673  */
1674 #define TID_STEP 1
1675 #endif
1676
1677 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1678 {
1679         return tid + TID_STEP;
1680 }
1681
1682 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1683 {
1684         return tid % TID_STEP;
1685 }
1686
1687 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1688 {
1689         return tid / TID_STEP;
1690 }
1691
1692 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1693 {
1694         return cpu;
1695 }
1696
1697 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1698                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1699 {
1700 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1701         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1702
1703         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1704
1705 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1706         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1707                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1708                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1709         else
1710 #endif
1711         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1712                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1713                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1714         else
1715                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1716                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1717 #endif
1718         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1719 }
1720
1721 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1722 {
1723         int cpu;
1724
1725         for_each_possible_cpu(cpu)
1726                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Remove the cpu slab
1731  */
1732 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1733 {
1734         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1735         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1736         int lock = 0;
1737         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1738         void *nextfree;
1739         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1740         struct page new;
1741         struct page old;
1742
1743         if (page->freelist) {
1744                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1745                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1746         }
1747
1748         /*
1749          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1750          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1751          * last one.
1752          *
1753          * There is no need to take the list->lock because the page
1754          * is still frozen.
1755          */
1756         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1757                 void *prior;
1758                 unsigned long counters;
1759
1760                 do {
1761                         prior = page->freelist;
1762                         counters = page->counters;
1763                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1764                         new.counters = counters;
1765                         new.inuse--;
1766                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1767
1768                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1769                         prior, counters,
1770                         freelist, new.counters,
1771                         "drain percpu freelist"));
1772
1773                 freelist = nextfree;
1774         }
1775
1776         /*
1777          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1778          * list presence reflects the actual number of objects
1779          * during unfreeze.
1780          *
1781          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1782          * with the count. If there is a mismatch then the page
1783          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1784          *
1785          * Then we restart the process which may have to remove
1786          * the page from the list that we just put it on again
1787          * because the number of objects in the slab may have
1788          * changed.
1789          */
1790 redo:
1791
1792         old.freelist = page->freelist;
1793         old.counters = page->counters;
1794         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1795
1796         /* Determine target state of the slab */
1797         new.counters = old.counters;
1798         if (freelist) {
1799                 new.inuse--;
1800                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1801                 new.freelist = freelist;
1802         } else
1803                 new.freelist = old.freelist;
1804
1805         new.frozen = 0;
1806
1807         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1808                 m = M_FREE;
1809         else if (new.freelist) {
1810                 m = M_PARTIAL;
1811                 if (!lock) {
1812                         lock = 1;
1813                         /*
1814                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1815                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1816                          * is frozen
1817                          */
1818                         spin_lock(&n->list_lock);
1819                 }
1820         } else {
1821                 m = M_FULL;
1822                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1823                         lock = 1;
1824                         /*
1825                          * This also ensures that the scanning of full
1826                          * slabs from diagnostic functions will not see
1827                          * any frozen slabs.
1828                          */
1829                         spin_lock(&n->list_lock);
1830                 }
1831         }
1832
1833         if (l != m) {
1834
1835                 if (l == M_PARTIAL)
1836
1837                         remove_partial(n, page);
1838
1839                 else if (l == M_FULL)
1840
1841                         remove_full(s, page);
1842
1843                 if (m == M_PARTIAL) {
1844
1845                         add_partial(n, page, tail);
1846                         stat(s, tail);
1847
1848                 } else if (m == M_FULL) {
1849
1850                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1851                         add_full(s, n, page);
1852
1853                 }
1854         }
1855
1856         l = m;
1857         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1858                                 old.freelist, old.counters,
1859                                 new.freelist, new.counters,
1860                                 "unfreezing slab"))
1861                 goto redo;
1862
1863         if (lock)
1864                 spin_unlock(&n->list_lock);
1865
1866         if (m == M_FREE) {
1867                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1868                 discard_slab(s, page);
1869                 stat(s, FREE_SLAB);
1870         }
1871 }
1872
1873 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1874 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1875 {
1876         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1877         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1878         struct page *page, *discard_page = NULL;
1879
1880         while ((page = c->partial)) {
1881                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1882                 enum slab_modes l, m;
1883                 struct page new;
1884                 struct page old;
1885
1886                 c->partial = page->next;
1887                 l = M_FREE;
1888
1889                 do {
1890
1891                         old.freelist = page->freelist;
1892                         old.counters = page->counters;
1893                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1894
1895                         new.counters = old.counters;
1896                         new.freelist = old.freelist;
1897
1898                         new.frozen = 0;
1899
1900                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1901                                 m = M_FREE;
1902                         else {
1903                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1904                                                         page_to_nid(page));
1905
1906                                 m = M_PARTIAL;
1907                                 if (n != n2) {
1908                                         if (n)
1909                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1910
1911                                         n = n2;
1912                                         spin_lock(&n->list_lock);
1913                                 }
1914                         }
1915
1916                         if (l != m) {
1917                                 if (l == M_PARTIAL) {
1918                                         remove_partial(n, page);
1919                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1920                                 } else {
1921                                         add_partial(n, page,
1922                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1923                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1924                                 }
1925
1926                                 l = m;
1927                         }
1928
1929                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1930                                 old.freelist, old.counters,
1931                                 new.freelist, new.counters,
1932                                 "unfreezing slab"));
1933
1934                 if (m == M_FREE) {
1935                         page->next = discard_page;
1936                         discard_page = page;
1937                 }
1938         }
1939
1940         if (n)
1941                 spin_unlock(&n->list_lock);
1942
1943         while (discard_page) {
1944                 page = discard_page;
1945                 discard_page = discard_page->next;
1946
1947                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1948                 discard_slab(s, page);
1949                 stat(s, FREE_SLAB);
1950         }
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1955  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1956  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1957  * onto a random cpus partial slot.
1958  *
1959  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1960  * per node partial list.
1961  */
1962 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1963 {
1964         struct page *oldpage;
1965         int pages;
1966         int pobjects;
1967
1968         do {
1969                 pages = 0;
1970                 pobjects = 0;
1971                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1972
1973                 if (oldpage) {
1974                         pobjects = oldpage->pobjects;
1975                         pages = oldpage->pages;
1976                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1977                                 unsigned long flags;
1978                                 /*
1979                                  * partial array is full. Move the existing
1980                                  * set to the per node partial list.
1981                                  */
1982                                 local_irq_save(flags);
1983                                 unfreeze_partials(s);
1984                                 local_irq_restore(flags);
1985                                 pobjects = 0;
1986                                 pages = 0;
1987                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1988                         }
1989                 }
1990
1991                 pages++;
1992                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1993
1994                 page->pages = pages;
1995                 page->pobjects = pobjects;
1996                 page->next = oldpage;
1997
1998         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1999         return pobjects;
2000 }
2001
2002 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2003 {
2004         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2005         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
2006
2007         c->tid = next_tid(c->tid);
2008         c->page = NULL;
2009         c->freelist = NULL;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Flush cpu slab.
2014  *
2015  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2016  */
2017 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2018 {
2019         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2020
2021         if (likely(c)) {
2022                 if (c->page)
2023                         flush_slab(s, c);
2024
2025                 unfreeze_partials(s);
2026         }
2027 }
2028
2029 static void flush_cpu_slab(void *d)
2030 {
2031         struct kmem_cache *s = d;
2032
2033         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2034 }
2035
2036 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2037 {
2038         struct kmem_cache *s = info;
2039         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2040
2041         return c->page || c->partial;
2042 }
2043
2044 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2045 {
2046         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2051  * locality expectations.
2052  */
2053 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2054 {
2055 #ifdef CONFIG_NUMA
2056         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2057                 return 0;
2058 #endif
2059         return 1;
2060 }
2061
2062 static int count_free(struct page *page)
2063 {
2064         return page->objects - page->inuse;
2065 }
2066
2067 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2068                                         int (*get_count)(struct page *))
2069 {
2070         unsigned long flags;
2071         unsigned long x = 0;
2072         struct page *page;
2073
2074         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2075         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2076                 x += get_count(page);
2077         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2078         return x;
2079 }
2080
2081 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2082 {
2083 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2084         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2085 #else
2086         return 0;
2087 #endif
2088 }
2089
2090 static noinline void
2091 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2092 {
2093         int node;
2094
2095         printk(KERN_WARNING
2096                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2097                 nid, gfpflags);
2098         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2099                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2100                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2101
2102         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2103                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2104                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2105
2106         for_each_online_node(node) {
2107                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2108                 unsigned long nr_slabs;
2109                 unsigned long nr_objs;
2110                 unsigned long nr_free;
2111
2112                 if (!n)
2113                         continue;
2114
2115                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2116                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2117                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2118
2119                 printk(KERN_WARNING
2120                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2121                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2122         }
2123 }
2124
2125 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2126                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2127 {
2128         void *freelist;
2129         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2130         struct page *page;
2131
2132         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2133
2134         if (freelist)
2135                 return freelist;
2136
2137         page = new_slab(s, flags, node);
2138         if (page) {
2139                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2140                 if (c->page)
2141                         flush_slab(s, c);
2142
2143                 /*
2144                  * No other reference to the page yet so we can
2145                  * muck around with it freely without cmpxchg
2146                  */
2147                 freelist = page->freelist;
2148                 page->freelist = NULL;
2149
2150                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2151                 c->page = page;
2152                 *pc = c;
2153         } else
2154                 freelist = NULL;
2155
2156         return freelist;
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2161  * or deactivate the page.
2162  *
2163  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2164  *
2165  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2166  */
2167 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2168 {
2169         struct page new;
2170         unsigned long counters;
2171         void *freelist;
2172
2173         do {
2174                 freelist = page->freelist;
2175                 counters = page->counters;
2176
2177                 new.counters = counters;
2178                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2179
2180                 new.inuse = page->objects;
2181                 new.frozen = freelist != NULL;
2182
2183         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2184                 freelist, counters,
2185                 NULL, new.counters,
2186                 "get_freelist"));
2187
2188         return freelist;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2193  * debugging duties.
2194  *
2195  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2196  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2197  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2198  *
2199  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2200  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2201  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2202  *
2203  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2204  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2205  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2206  */
2207 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2208                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2209 {
2210         void *freelist;
2211         struct page *page;
2212         unsigned long flags;
2213
2214         local_irq_save(flags);
2215 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2216         /*
2217          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2218          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2219          * pointer.
2220          */
2221         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2222 #endif
2223
2224         page = c->page;
2225         if (!page)
2226                 goto new_slab;
2227 redo:
2228
2229         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2230                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2231                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2232                 c->page = NULL;
2233                 c->freelist = NULL;
2234                 goto new_slab;
2235         }
2236
2237         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2238         freelist = c->freelist;
2239         if (freelist)
2240                 goto load_freelist;
2241
2242         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2243
2244         freelist = get_freelist(s, page);
2245
2246         if (!freelist) {
2247                 c->page = NULL;
2248                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2249                 goto new_slab;
2250         }
2251
2252         stat(s, ALLOC_REFILL);
2253
2254 load_freelist:
2255         /*
2256          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2257          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2258          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2259          */
2260         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2261         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2262         c->tid = next_tid(c->tid);
2263         local_irq_restore(flags);
2264         return freelist;
2265
2266 new_slab:
2267
2268         if (c->partial) {
2269                 page = c->page = c->partial;
2270                 c->partial = page->next;
2271                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2272                 c->freelist = NULL;
2273                 goto redo;
2274         }
2275
2276         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2277
2278         if (unlikely(!freelist)) {
2279                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2280                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2281
2282                 local_irq_restore(flags);
2283                 return NULL;
2284         }
2285
2286         page = c->page;
2287         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2288                 goto load_freelist;
2289
2290         /* Only entered in the debug case */
2291         if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2292                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2293
2294         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2295         c->page = NULL;
2296         c->freelist = NULL;
2297         local_irq_restore(flags);
2298         return freelist;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2303  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2304  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2305  *
2306  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2307  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2308  *
2309  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2310  */
2311 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2312                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2313 {
2314         void **object;
2315         struct kmem_cache_cpu *c;
2316         struct page *page;
2317         unsigned long tid;
2318
2319         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2320                 return NULL;
2321
2322 redo:
2323
2324         /*
2325          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2326          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2327          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2328          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2329          */
2330         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2331
2332         /*
2333          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2334          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2335          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2336          * linked list in between.
2337          */
2338         tid = c->tid;
2339         barrier();
2340
2341         object = c->freelist;
2342         page = c->page;
2343         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2344
2345                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2346
2347         else {
2348                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2349
2350                 /*
2351                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2352                  * operation and if we are on the right processor.
2353                  *
2354                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2355                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2356                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2357                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2358                  *
2359                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2360                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2361                  */
2362                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2363                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2364                                 object, tid,
2365                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2366
2367                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2368                         goto redo;
2369                 }
2370                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2371                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2372         }
2373
2374         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2375                 memset(object, 0, s->objsize);
2376
2377         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2378
2379         return object;
2380 }
2381
2382 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2383 {
2384         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2385
2386         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2387
2388         return ret;
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2391
2392 #ifdef CONFIG_TRACING
2393 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2394 {
2395         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2396         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2397         return ret;
2398 }
2399 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2400
2401 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2402 {
2403         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2404         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2405         return ret;
2406 }
2407 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2408 #endif
2409
2410 #ifdef CONFIG_NUMA
2411 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2412 {
2413         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2414
2415         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2416                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2417
2418         return ret;
2419 }
2420 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2421
2422 #ifdef CONFIG_TRACING
2423 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2424                                     gfp_t gfpflags,
2425                                     int node, size_t size)
2426 {
2427         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2428
2429         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2430                            size, s->size, gfpflags, node);
2431         return ret;
2432 }
2433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2434 #endif
2435 #endif
2436
2437 /*
2438  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2439  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2440  *
2441  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2442  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2443  * handling required then we can return immediately.
2444  */
2445 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2446                         void *x, unsigned long addr)
2447 {
2448         void *prior;
2449         void **object = (void *)x;
2450         int was_frozen;
2451         int inuse;
2452         struct page new;
2453         unsigned long counters;
2454         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2455         unsigned long uninitialized_var(flags);
2456
2457         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2458
2459         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2460                 return;
2461
2462         do {
2463                 prior = page->freelist;
2464                 counters = page->counters;
2465                 set_freepointer(s, object, prior);
2466                 new.counters = counters;
2467                 was_frozen = new.frozen;
2468                 new.inuse--;
2469                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2470
2471                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2472
2473                                 /*
2474                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2475                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2476                                  */
2477                                 new.frozen = 1;
2478
2479                         else { /* Needs to be taken off a list */
2480
2481                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2482                                 /*
2483                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2484                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2485                                  * drop the list_lock without any processing.
2486                                  *
2487                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2488                                  * other processors updating the list of slabs.
2489                                  */
2490                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2491
2492                         }
2493                 }
2494                 inuse = new.inuse;
2495
2496         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2497                 prior, counters,
2498                 object, new.counters,
2499                 "__slab_free"));
2500
2501         if (likely(!n)) {
2502
2503                 /*
2504                  * If we just froze the page then put it onto the
2505                  * per cpu partial list.
2506                  */
2507                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2508                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2509                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2510                 }
2511                 /*
2512                  * The list lock was not taken therefore no list
2513                  * activity can be necessary.
2514                  */
2515                 if (was_frozen)
2516                         stat(s, FREE_FROZEN);
2517                 return;
2518         }
2519
2520         /*
2521          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2522          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2523          */
2524         if (was_frozen)
2525                 stat(s, FREE_FROZEN);
2526         else {
2527                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2528                         goto slab_empty;
2529
2530                 /*
2531                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2532                  * then add it.
2533                  */
2534                 if (unlikely(!prior)) {
2535                         remove_full(s, page);
2536                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2537                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2538                 }
2539         }
2540         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2541         return;
2542
2543 slab_empty:
2544         if (prior) {
2545                 /*
2546                  * Slab on the partial list.
2547                  */
2548                 remove_partial(n, page);
2549                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2550         } else
2551                 /* Slab must be on the full list */
2552                 remove_full(s, page);
2553
2554         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2555         stat(s, FREE_SLAB);
2556         discard_slab(s, page);
2557 }
2558
2559 /*
2560  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2561  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2562  *
2563  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2564  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2565  * the item before.
2566  *
2567  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2568  * with all sorts of special processing.
2569  */
2570 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2571                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2572 {
2573         void **object = (void *)x;
2574         struct kmem_cache_cpu *c;
2575         unsigned long tid;
2576
2577         slab_free_hook(s, x);
2578
2579 redo:
2580         /*
2581          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2582          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2583          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2584          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2585          */
2586         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2587
2588         tid = c->tid;
2589         barrier();
2590
2591         if (likely(page == c->page)) {
2592                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2593
2594                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2595                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2596                                 c->freelist, tid,
2597                                 object, next_tid(tid)))) {
2598
2599                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2600                         goto redo;
2601                 }
2602                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2603         } else
2604                 __slab_free(s, page, x, addr);
2605
2606 }
2607
2608 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2609 {
2610         struct page *page;
2611
2612         page = virt_to_head_page(x);
2613
2614         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2615
2616         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2617 }
2618 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2619
2620 /*
2621  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2622  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2623  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2624  * another.
2625  *
2626  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2627  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2628  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2629  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2630  * locking overhead.
2631  */
2632
2633 /*
2634  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2635  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2636  * and increases the number of allocations possible without having to
2637  * take the list_lock.
2638  */
2639 static int slub_min_order;
2640 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2641 static int slub_min_objects;
2642
2643 /*
2644  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2645  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2646  */
2647 static int slub_nomerge;
2648
2649 /*
2650  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2651  *
2652  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2653  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2654  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2655  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2656  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2657  * would be wasted.
2658  *
2659  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2660  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2661  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2662  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2663  *
2664  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2665  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2666  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2667  * of space in favor of a small page order.
2668  *
2669  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2670  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2671  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2672  * the smallest order which will fit the object.
2673  */
2674 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2675                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2676 {
2677         int order;
2678         int rem;
2679         int min_order = slub_min_order;
2680
2681         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2682                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2683
2684         for (order = max(min_order,
2685                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2686                         order <= max_order; order++) {
2687
2688                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2689
2690                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2691                         continue;
2692
2693                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2694
2695                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2696                         break;
2697
2698         }
2699
2700         return order;
2701 }
2702
2703 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2704 {
2705         int order;
2706         int min_objects;
2707         int fraction;
2708         int max_objects;
2709
2710         /*
2711          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2712          * works by first attempting to generate a layout with
2713          * the best configuration and backing off gradually.
2714          *
2715          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2716          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2717          */
2718         min_objects = slub_min_objects;
2719         if (!min_objects)
2720                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2721         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2722         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2723
2724         while (min_objects > 1) {
2725                 fraction = 16;
2726                 while (fraction >= 4) {
2727                         order = slab_order(size, min_objects,
2728                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2729                         if (order <= slub_max_order)
2730                                 return order;
2731                         fraction /= 2;
2732                 }
2733                 min_objects--;
2734         }
2735
2736         /*
2737          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2738          * lets see if we can place a single object there.
2739          */
2740         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2741         if (order <= slub_max_order)
2742                 return order;
2743
2744         /*
2745          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2746          */
2747         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2748         if (order < MAX_ORDER)
2749                 return order;
2750         return -ENOSYS;
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2755  */
2756 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2757                 unsigned long align, unsigned long size)
2758 {
2759         /*
2760          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2761          * suggestion if the object is sufficiently large.
2762          *
2763          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2764          * alignment though. If that is greater then use it.
2765          */
2766         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2767                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2768                 while (size <= ralign / 2)
2769                         ralign /= 2;
2770                 align = max(align, ralign);
2771         }
2772
2773         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2774                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2775
2776         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2777 }
2778
2779 static void
2780 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2781 {
2782         n->nr_partial = 0;
2783         spin_lock_init(&n->list_lock);
2784         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2785 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2786         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2787         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2788         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2789 #endif
2790 }
2791
2792 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2793 {
2794         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2795                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2796
2797         /*
2798          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2799          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2800          */
2801         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2802                                      2 * sizeof(void *));
2803
2804         if (!s->cpu_slab)
2805                 return 0;
2806
2807         init_kmem_cache_cpus(s);
2808
2809         return 1;
2810 }
2811
2812 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2813
2814 /*
2815  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2816  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2817  * possible.
2818  *
2819  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2820  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2821  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2822  */
2823 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2824 {
2825         struct page *page;
2826         struct kmem_cache_node *n;
2827
2828         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2829
2830         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2831
2832         BUG_ON(!page);
2833         if (page_to_nid(page) != node) {
2834                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2835                                 "node %d\n", node);
2836                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2837                                 "in order to be able to continue\n");
2838         }
2839
2840         n = page->freelist;
2841         BUG_ON(!n);
2842         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2843         page->inuse = 1;
2844         page->frozen = 0;
2845         kmem_cache_node->node[node] = n;
2846 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2847         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2848         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2849 #endif
2850         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2851         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2852
2853         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2854 }
2855
2856 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2857 {
2858         int node;
2859
2860         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2861                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2862
2863                 if (n)
2864                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2865
2866                 s->node[node] = NULL;
2867         }
2868 }
2869
2870 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2871 {
2872         int node;
2873
2874         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2875                 struct kmem_cache_node *n;
2876
2877                 if (slab_state == DOWN) {
2878                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2879                         continue;
2880                 }
2881                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2882                                                 GFP_KERNEL, node);
2883
2884                 if (!n) {
2885                         free_kmem_cache_nodes(s);
2886                         return 0;
2887                 }
2888
2889                 s->node[node] = n;
2890                 init_kmem_cache_node(n, s);
2891         }
2892         return 1;
2893 }
2894
2895 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2896 {
2897         if (min < MIN_PARTIAL)
2898                 min = MIN_PARTIAL;
2899         else if (min > MAX_PARTIAL)
2900                 min = MAX_PARTIAL;
2901         s->min_partial = min;
2902 }
2903
2904 /*
2905  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2906  * a slab object.
2907  */
2908 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2909 {
2910         unsigned long flags = s->flags;
2911         unsigned long size = s->objsize;
2912         unsigned long align = s->align;
2913         int order;
2914
2915         /*
2916          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2917          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2918          * the possible location of the free pointer.
2919          */
2920         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2921
2922 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2923         /*
2924          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2925          * the slab may touch the object after free or before allocation
2926          * then we should never poison the object itself.
2927          */
2928         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2929                         !s->ctor)
2930                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2931         else
2932                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2933
2934
2935         /*
2936          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2937          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2938          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2939          */
2940         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2941                 size += sizeof(void *);
2942 #endif
2943
2944         /*
2945          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2946          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2947          */
2948         s->inuse = size;
2949
2950         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2951                 s->ctor)) {
2952                 /*
2953                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2954                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2955                  * kmem_cache_free.
2956                  *
2957                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2958                  * destructor or are poisoning the objects.
2959                  */
2960                 s->offset = size;
2961                 size += sizeof(void *);
2962         }
2963
2964 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2965         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2966                 /*
2967                  * Need to store information about allocs and frees after
2968                  * the object.
2969                  */
2970                 size += 2 * sizeof(struct track);
2971
2972         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2973                 /*
2974                  * Add some empty padding so that we can catch
2975                  * overwrites from earlier objects rather than let
2976                  * tracking information or the free pointer be
2977                  * corrupted if a user writes before the start
2978                  * of the object.
2979                  */
2980                 size += sizeof(void *);
2981 #endif
2982
2983         /*
2984          * Determine the alignment based on various parameters that the
2985          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2986          * on bootup.
2987          */
2988         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2989         s->align = align;
2990
2991         /*
2992          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2993          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2994          * each object to conform to the alignment.
2995          */
2996         size = ALIGN(size, align);
2997         s->size = size;
2998         if (forced_order >= 0)
2999                 order = forced_order;
3000         else
3001                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3002
3003         if (order < 0)
3004                 return 0;
3005
3006         s->allocflags = 0;
3007         if (order)
3008                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3009
3010         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3011                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3012
3013         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3014                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3015
3016         /*
3017          * Determine the number of objects per slab
3018          */
3019         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3020         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3021         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3022                 s->max = s->oo;
3023
3024         return !!oo_objects(s->oo);
3025
3026 }
3027
3028 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3029                 const char *name, size_t size,
3030                 size_t align, unsigned long flags,
3031                 void (*ctor)(void *))
3032 {
3033         memset(s, 0, kmem_size);
3034         s->name = name;
3035         s->ctor = ctor;
3036         s->objsize = size;
3037         s->align = align;
3038         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3039         s->reserved = 0;
3040
3041         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3042                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3043
3044         if (!calculate_sizes(s, -1))
3045                 goto error;
3046         if (disable_higher_order_debug) {
3047                 /*
3048                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3049                  * order increased.
3050                  */
3051                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3052                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3053                         s->offset = 0;
3054                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3055                                 goto error;
3056                 }
3057         }
3058
3059 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3060     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3061         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3062                 /* Enable fast mode */
3063                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3064 #endif
3065
3066         /*
3067          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3068          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3069          */
3070         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3071
3072         /*
3073          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3074          * per cpu partial lists of a processor.
3075          *
3076          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3077          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3078          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3079          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3080          *
3081          * This setting also determines
3082          *
3083          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3084          *    per node list when we reach the limit.
3085          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3086          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3087          *    to keep some capacity around for frees.
3088          */
3089         if (kmem_cache_debug(s))
3090                 s->cpu_partial = 0;
3091         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3092                 s->cpu_partial = 2;
3093         else if (s->size >= 1024)
3094                 s->cpu_partial = 6;
3095         else if (s->size >= 256)
3096                 s->cpu_partial = 13;
3097         else
3098                 s->cpu_partial = 30;
3099
3100         s->refcount = 1;
3101 #ifdef CONFIG_NUMA
3102         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3103 #endif
3104         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3105                 goto error;
3106
3107         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3108                 return 1;
3109
3110         free_kmem_cache_nodes(s);
3111 error:
3112         if (flags & SLAB_PANIC)
3113                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3114                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3115                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3116                         s->offset, flags);
3117         return 0;
3118 }
3119
3120 /*
3121  * Determine the size of a slab object
3122  */
3123 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3124 {
3125         return s->objsize;
3126 }
3127 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3128
3129 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3130                                                         const char *text)
3131 {
3132 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3133         void *addr = page_address(page);
3134         void *p;
3135         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3136                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3137         if (!map)
3138                 return;
3139         slab_err(s, page, "%s", text);
3140         slab_lock(page);
3141
3142         get_map(s, page, map);
3143         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3144
3145                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3146                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3147                                                         p, p - addr);
3148                         print_tracking(s, p);
3149                 }
3150         }
3151         slab_unlock(page);
3152         kfree(map);
3153 #endif
3154 }
3155
3156 /*
3157  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3158  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3159  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3160  */
3161 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3162 {
3163         struct page *page, *h;
3164
3165         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3166                 if (!page->inuse) {
3167                         remove_partial(n, page);
3168                         discard_slab(s, page);
3169                 } else {
3170                         list_slab_objects(s, page,
3171                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3172                 }
3173         }
3174 }
3175
3176 /*
3177  * Release all resources used by a slab cache.
3178  */
3179 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3180 {
3181         int node;
3182
3183         flush_all(s);
3184         free_percpu(s->cpu_slab);
3185         /* Attempt to free all objects */
3186         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3187                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3188
3189                 free_partial(s, n);
3190                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3191                         return 1;
3192         }
3193         free_kmem_cache_nodes(s);
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3199  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3200  */
3201 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3202 {
3203         down_write(&slub_lock);
3204         s->refcount--;
3205         if (!s->refcount) {
3206                 list_del(&s->list);
3207                 up_write(&slub_lock);
3208                 if (kmem_cache_close(s)) {
3209                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3210                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3211                         dump_stack();
3212                 }
3213                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3214                         rcu_barrier();
3215                 sysfs_slab_remove(s);
3216         } else
3217                 up_write(&slub_lock);
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3220
3221 /********************************************************************
3222  *              Kmalloc subsystem
3223  *******************************************************************/
3224
3225 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3226 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3227
3228 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3229
3230 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3231 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3232 #endif
3233
3234 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3235 {
3236         get_option(&str, &slub_min_order);
3237
3238         return 1;
3239 }
3240
3241 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3242
3243 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3244 {
3245         get_option(&str, &slub_max_order);
3246         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3247
3248         return 1;
3249 }
3250
3251 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3252
3253 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3254 {
3255         get_option(&str, &slub_min_objects);
3256
3257         return 1;
3258 }
3259
3260 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3261
3262 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3263 {
3264         slub_nomerge = 1;
3265         return 1;
3266 }
3267
3268 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3269
3270 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3271                                                 int size, unsigned int flags)
3272 {
3273         struct kmem_cache *s;
3274
3275         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3276
3277         /*
3278          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3279          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3280          */
3281         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3282                                                                 flags, NULL))
3283                 goto panic;
3284
3285         list_add(&s->list, &slab_caches);
3286         return s;
3287
3288 panic:
3289         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3290         return NULL;
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3295  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3296  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3297  * fls.
3298  */
3299 static s8 size_index[24] = {
3300         3,      /* 8 */
3301         4,      /* 16 */
3302         5,      /* 24 */
3303         5,      /* 32 */
3304         6,      /* 40 */
3305         6,      /* 48 */
3306         6,      /* 56 */
3307         6,      /* 64 */
3308         1,      /* 72 */
3309         1,      /* 80 */
3310         1,      /* 88 */
3311         1,      /* 96 */
3312         7,      /* 104 */
3313         7,      /* 112 */
3314         7,      /* 120 */
3315         7,      /* 128 */
3316         2,      /* 136 */
3317         2,      /* 144 */
3318         2,      /* 152 */
3319         2,      /* 160 */
3320         2,      /* 168 */
3321         2,      /* 176 */
3322         2,      /* 184 */
3323         2       /* 192 */
3324 };
3325
3326 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3327 {
3328         return (bytes - 1) / 8;
3329 }
3330
3331 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3332 {
3333         int index;
3334
3335         if (size <= 192) {
3336                 if (!size)
3337                         return ZERO_SIZE_PTR;
3338
3339                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3340         } else
3341                 index = fls(size - 1);
3342
3343 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3344         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3345                 return kmalloc_dma_caches[index];
3346
3347 #endif
3348         return kmalloc_caches[index];
3349 }
3350
3351 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3352 {
3353         struct kmem_cache *s;
3354         void *ret;
3355
3356         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3357                 return kmalloc_large(size, flags);
3358
3359         s = get_slab(size, flags);
3360
3361         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3362                 return s;
3363
3364         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3365
3366         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3367
3368         return ret;
3369 }
3370 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3371
3372 #ifdef CONFIG_NUMA
3373 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3374 {
3375         struct page *page;
3376         void *ptr = NULL;
3377
3378         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3379         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3380         if (page)
3381                 ptr = page_address(page);
3382
3383         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3384         return ptr;
3385 }
3386
3387 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3388 {
3389         struct kmem_cache *s;
3390         void *ret;
3391
3392         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3393                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3394
3395                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3396                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3397                                    flags, node);
3398
3399                 return ret;
3400         }
3401
3402         s = get_slab(size, flags);
3403
3404         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3405                 return s;
3406
3407         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3408
3409         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3410
3411         return ret;
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3414 #endif
3415
3416 size_t ksize(const void *object)
3417 {
3418         struct page *page;
3419
3420         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3421                 return 0;
3422
3423         page = virt_to_head_page(object);
3424
3425         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3426                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3427                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3428         }
3429
3430         return slab_ksize(page->slab);
3431 }
3432 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3433
3434 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3435 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3436 {
3437         struct page *page;
3438         void *object = (void *)x;
3439         unsigned long flags;
3440         bool rv;
3441
3442         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3443                 return false;
3444
3445         local_irq_save(flags);
3446
3447         page = virt_to_head_page(x);
3448         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3449                 /* maybe it was from stack? */
3450                 rv = true;
3451                 goto out_unlock;
3452         }
3453
3454         slab_lock(page);
3455         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3456                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3457                 rv = false;
3458         } else {
3459                 rv = true;
3460         }
3461         slab_unlock(page);
3462
3463 out_unlock:
3464         local_irq_restore(flags);
3465         return rv;
3466 }
3467 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3468 #endif
3469
3470 void kfree(const void *x)
3471 {
3472         struct page *page;
3473         void *object = (void *)x;
3474
3475         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3476
3477         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3478                 return;
3479
3480         page = virt_to_head_page(x);
3481         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3482                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3483                 kmemleak_free(x);
3484                 put_page(page);
3485                 return;
3486         }
3487         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3488 }
3489 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3490
3491 /*
3492  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3493  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3494  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3495  * and thus they can be removed from the partial lists.
3496  *
3497  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3498  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3499  * are freed in them.
3500  */
3501 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3502 {
3503         int node;
3504         int i;
3505         struct kmem_cache_node *n;
3506         struct page *page;
3507         struct page *t;
3508         int objects = oo_objects(s->max);
3509         struct list_head *slabs_by_inuse =
3510                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3511         unsigned long flags;
3512
3513         if (!slabs_by_inuse)
3514                 return -ENOMEM;
3515
3516         flush_all(s);
3517         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3518                 n = get_node(s, node);
3519
3520                 if (!n->nr_partial)
3521                         continue;
3522
3523                 for (i = 0; i < objects; i++)
3524                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3525
3526                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3527
3528                 /*
3529                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3530                  *
3531                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3532                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3533                  */
3534                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3535                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3536                         if (!page->inuse)
3537                                 n->nr_partial--;
3538                 }
3539
3540                 /*
3541                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3542                  * first and the least used slabs at the end.
3543                  */
3544                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3545                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3546
3547                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3548
3549                 /* Release empty slabs */
3550                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3551                         discard_slab(s, page);
3552         }
3553
3554         kfree(slabs_by_inuse);
3555         return 0;
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3558
3559 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3560 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3561 {
3562         struct kmem_cache *s;
3563
3564         down_read(&slub_lock);
3565         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3566                 kmem_cache_shrink(s);
3567         up_read(&slub_lock);
3568
3569         return 0;
3570 }
3571
3572 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3573 {
3574         struct kmem_cache_node *n;
3575         struct kmem_cache *s;
3576         struct memory_notify *marg = arg;
3577         int offline_node;
3578
3579         offline_node = marg->status_change_nid;
3580
3581         /*
3582          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3583          * for it yet.
3584          */
3585         if (offline_node < 0)
3586                 return;
3587
3588         down_read(&slub_lock);
3589         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3590                 n = get_node(s, offline_node);
3591                 if (n) {
3592                         /*
3593                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3594                          * that is going down. We were unable to free them,
3595                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3596                          * callback. So, we must fail.
3597                          */
3598                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3599
3600                         s->node[offline_node] = NULL;
3601                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3602                 }
3603         }
3604         up_read(&slub_lock);
3605 }
3606
3607 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3608 {
3609         struct kmem_cache_node *n;
3610         struct kmem_cache *s;
3611         struct memory_notify *marg = arg;
3612         int nid = marg->status_change_nid;
3613         int ret = 0;
3614
3615         /*
3616          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3617          * already created. Nothing to do.
3618          */
3619         if (nid < 0)
3620                 return 0;
3621
3622         /*
3623          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3624          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3625          * online.
3626          */
3627         down_read(&slub_lock);
3628         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3629                 /*
3630                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3631                  *      since memory is not yet available from the node that
3632                  *      is brought up.
3633                  */
3634                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3635                 if (!n) {
3636                         ret = -ENOMEM;
3637                         goto out;
3638                 }
3639                 init_kmem_cache_node(n, s);
3640                 s->node[nid] = n;
3641         }
3642 out:
3643         up_read(&slub_lock);
3644         return ret;
3645 }
3646
3647 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3648                                 unsigned long action, void *arg)
3649 {
3650         int ret = 0;
3651
3652         switch (action) {
3653         case MEM_GOING_ONLINE:
3654                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3655                 break;
3656         case MEM_GOING_OFFLINE:
3657                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3658                 break;
3659         case MEM_OFFLINE:
3660         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3661                 slab_mem_offline_callback(arg);
3662                 break;
3663         case MEM_ONLINE:
3664         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3665                 break;
3666         }
3667         if (ret)
3668                 ret = notifier_from_errno(ret);
3669         else
3670                 ret = NOTIFY_OK;
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3675
3676 /********************************************************************
3677  *                      Basic setup of slabs
3678  *******************************************************************/
3679
3680 /*
3681  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3682  * the page allocator
3683  */
3684
3685 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3686 {
3687         int node;
3688
3689         list_add(&s->list, &slab_caches);
3690         s->refcount = -1;
3691
3692         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3693                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3694                 struct page *p;
3695
3696                 if (n) {
3697                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3698                                 p->slab = s;
3699
3700 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3701                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3702                                 p->slab = s;
3703 #endif
3704                 }
3705         }
3706 }
3707
3708 void __init kmem_cache_init(void)
3709 {
3710         int i;
3711         int caches = 0;
3712         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3713         int order;
3714         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3715         unsigned long kmalloc_size;
3716
3717         if (debug_guardpage_minorder())
3718                 slub_max_order = 0;
3719
3720         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3721                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3722
3723         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3724         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3725         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3726         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3727
3728         /*
3729          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3730          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3731          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3732          */
3733         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3734
3735         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3736                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3737                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3738
3739         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3740
3741         /* Able to allocate the per node structures */
3742         slab_state = PARTIAL;
3743
3744         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3745         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3746                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3747         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3748         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3749
3750         /*
3751          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3752          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3753          * update any list pointers.
3754          */
3755         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3756
3757         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3758         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3759
3760         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3761
3762         caches++;
3763         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3764         caches++;
3765         /* Free temporary boot structure */
3766         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3767
3768         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3769
3770         /*
3771          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3772          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3773          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3774          *
3775          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3776          * handle the index determination for the smaller caches.
3777          *
3778          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3779          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3780          */
3781         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3782                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3783
3784         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3785                 int elem = size_index_elem(i);
3786                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3787                         break;
3788                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3789         }
3790
3791         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3792                 /*
3793                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3794                  * is 64 byte.
3795                  */
3796                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3797                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3798         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3799                 /*
3800                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3801                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3802                  * instead.
3803                  */
3804                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3805                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3806         }
3807
3808         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3809         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3810                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3811                 caches++;
3812         }
3813
3814         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3815                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3816                 caches++;
3817         }
3818
3819         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3820                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3821                 caches++;
3822         }
3823
3824         slab_state = UP;
3825
3826         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3827         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3828                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3829                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3830         }
3831
3832         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3833                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3834                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3835         }
3836
3837         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3838                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3839
3840                 BUG_ON(!s);
3841                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3842         }
3843
3844 #ifdef CONFIG_SMP
3845         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3846 #endif
3847
3848 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3849         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3850                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3851
3852                 if (s && s->size) {
3853                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3854                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3855
3856                         BUG_ON(!name);
3857                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3858                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3859                 }
3860         }
3861 #endif
3862         printk(KERN_INFO
3863                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3864                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3865                 caches, cache_line_size(),
3866                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3867                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3868 }
3869
3870 void __init kmem_cache_init_late(void)
3871 {
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Find a mergeable slab cache
3876  */
3877 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3878 {
3879         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3880                 return 1;
3881
3882         if (s->ctor)
3883                 return 1;
3884
3885         /*
3886          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3887          */
3888         if (s->refcount < 0)
3889                 return 1;
3890
3891         return 0;
3892 }
3893
3894 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3895                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3896                 void (*ctor)(void *))
3897 {
3898         struct kmem_cache *s;
3899
3900         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3901                 return NULL;
3902
3903         if (ctor)
3904                 return NULL;
3905
3906         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3907         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3908         size = ALIGN(size, align);
3909         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3910
3911         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3912                 if (slab_unmergeable(s))
3913                         continue;
3914
3915                 if (size > s->size)
3916                         continue;
3917
3918                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3919                                 continue;
3920                 /*
3921                  * Check if alignment is compatible.
3922                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3923                  */
3924                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3925                         continue;
3926
3927                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3928                         continue;
3929
3930                 return s;
3931         }
3932         return NULL;
3933 }
3934
3935 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3936                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3937 {
3938         struct kmem_cache *s;
3939         char *n;
3940
3941         if (WARN_ON(!name))
3942                 return NULL;
3943
3944         down_write(&slub_lock);
3945         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3946         if (s) {
3947                 s->refcount++;
3948                 /*
3949                  * Adjust the object sizes so that we clear
3950                  * the complete object on kzalloc.
3951                  */
3952                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3953                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3954
3955                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3956                         s->refcount--;
3957                         goto err;
3958                 }
3959                 up_write(&slub_lock);
3960                 return s;
3961         }
3962
3963         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3964         if (!n)
3965                 goto err;
3966
3967         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3968         if (s) {
3969                 if (kmem_cache_open(s, n,
3970                                 size, align, flags, ctor)) {
3971                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3972                         up_write(&slub_lock);
3973                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3974                                 down_write(&slub_lock);
3975                                 list_del(&s->list);
3976                                 kfree(n);
3977                                 kfree(s);
3978                                 goto err;
3979                         }
3980                         return s;
3981                 }
3982                 kfree(n);
3983                 kfree(s);
3984         }
3985 err:
3986         up_write(&slub_lock);
3987
3988         if (flags & SLAB_PANIC)
3989                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3990         else
3991                 s = NULL;
3992         return s;
3993 }
3994 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3995
3996 #ifdef CONFIG_SMP
3997 /*
3998  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3999  * necessary.
4000  */
4001 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4002                 unsigned long action, void *hcpu)
4003 {
4004         long cpu = (long)hcpu;
4005         struct kmem_cache *s;
4006         unsigned long flags;
4007
4008         switch (action) {
4009         case CPU_UP_CANCELED:
4010         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4011         case CPU_DEAD:
4012         case CPU_DEAD_FROZEN:
4013                 down_read(&slub_lock);
4014                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4015                         local_irq_save(flags);
4016                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4017                         local_irq_restore(flags);
4018                 }
4019                 up_read(&slub_lock);
4020                 break;
4021         default:
4022                 break;
4023         }
4024         return NOTIFY_OK;
4025 }
4026
4027 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4028         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4029 };
4030
4031 #endif
4032
4033 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4034 {
4035         struct kmem_cache *s;
4036         void *ret;
4037
4038         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4039                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4040
4041         s = get_slab(size, gfpflags);
4042
4043         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4044                 return s;
4045
4046         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4047
4048         /* Honor the call site pointer we received. */
4049         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4050
4051         return ret;
4052 }
4053
4054 #ifdef CONFIG_NUMA
4055 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4056                                         int node, unsigned long caller)
4057 {
4058         struct kmem_cache *s;
4059         void *ret;
4060
4061         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4062                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4063
4064                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4065                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4066                                    gfpflags, node);
4067
4068                 return ret;
4069         }
4070
4071         s = get_slab(size, gfpflags);
4072
4073         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4074                 return s;
4075
4076         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4077
4078         /* Honor the call site pointer we received. */
4079         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4080
4081         return ret;
4082 }
4083 #endif
4084
4085 #ifdef CONFIG_SYSFS
4086 static int count_inuse(struct page *page)
4087 {
4088         return page->inuse;
4089 }
4090
4091 static int count_total(struct page *page)
4092 {
4093         return page->objects;
4094 }
4095 #endif
4096
4097 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4098 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4099                                                 unsigned long *map)
4100 {
4101         void *p;
4102         void *addr = page_address(page);
4103
4104         if (!check_slab(s, page) ||
4105                         !on_freelist(s, page, NULL))
4106                 return 0;
4107
4108         /* Now we know that a valid freelist exists */
4109         bitmap_zero(map, page->objects);
4110
4111         get_map(s, page, map);
4112         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4113                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4114                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4115                                 return 0;
4116         }
4117
4118         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4119                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4120                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4121                                 return 0;
4122         return 1;
4123 }
4124
4125 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4126                                                 unsigned long *map)
4127 {
4128         slab_lock(page);
4129         validate_slab(s, page, map);
4130         slab_unlock(page);
4131 }
4132
4133 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4134                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4135 {
4136         unsigned long count = 0;
4137         struct page *page;
4138         unsigned long flags;
4139
4140         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4141
4142         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4143                 validate_slab_slab(s, page, map);
4144                 count++;
4145         }
4146         if (count != n->nr_partial)
4147                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4148                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4149
4150         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4151                 goto out;
4152
4153         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4154                 validate_slab_slab(s, page, map);
4155                 count++;
4156         }
4157         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4158                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4159                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4160                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4161
4162 out:
4163         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4164         return count;
4165 }
4166
4167 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4168 {
4169         int node;
4170         unsigned long count = 0;
4171         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4172                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4173
4174         if (!map)
4175                 return -ENOMEM;
4176
4177         flush_all(s);
4178         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4179                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4180
4181                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4182         }
4183         kfree(map);
4184         return count;
4185 }
4186 /*
4187  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4188  * and freed.
4189  */
4190
4191 struct location {
4192         unsigned long count;
4193         unsigned long addr;
4194         long long sum_time;
4195         long min_time;
4196         long max_time;
4197         long min_pid;
4198         long max_pid;
4199         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4200         nodemask_t nodes;
4201 };
4202
4203 struct loc_track {
4204         unsigned long max;
4205         unsigned long count;
4206         struct location *loc;
4207 };
4208
4209 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4210 {
4211         if (t->max)
4212                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4213                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4214 }
4215
4216 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4217 {
4218         struct location *l;
4219         int order;
4220
4221         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4222
4223         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4224         if (!l)
4225                 return 0;
4226
4227         if (t->count) {
4228                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4229                 free_loc_track(t);
4230         }
4231         t->max = max;
4232         t->loc = l;
4233         return 1;
4234 }
4235
4236 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4237                                 const struct track *track)
4238 {
4239         long start, end, pos;
4240         struct location *l;
4241         unsigned long caddr;
4242         unsigned long age = jiffies - track->when;
4243
4244         start = -1;
4245         end = t->count;
4246
4247         for ( ; ; ) {
4248                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4249
4250                 /*
4251                  * There is nothing at "end". If we end up there
4252                  * we need to add something to before end.
4253                  */
4254                 if (pos == end)
4255                         break;
4256
4257                 caddr = t->loc[pos].addr;
4258                 if (track->addr == caddr) {
4259
4260                         l = &t->loc[pos];
4261                         l->count++;
4262                         if (track->when) {
4263                                 l->sum_time += age;
4264                                 if (age < l->min_time)
4265                                         l->min_time = age;
4266                                 if (age > l->max_time)
4267                                         l->max_time = age;
4268
4269                                 if (track->pid < l->min_pid)
4270                                         l->min_pid = track->pid;
4271                                 if (track->pid > l->max_pid)
4272                                         l->max_pid = track->pid;
4273
4274                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4275                                                 to_cpumask(l->cpus));
4276                         }
4277                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4278                         return 1;
4279                 }
4280
4281                 if (track->addr < caddr)
4282                         end = pos;
4283                 else
4284                         start = pos;
4285         }
4286
4287         /*
4288          * Not found. Insert new tracking element.
4289          */
4290         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4291                 return 0;
4292
4293         l = t->loc + pos;
4294         if (pos < t->count)
4295                 memmove(l + 1, l,
4296                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4297         t->count++;
4298         l->count = 1;
4299         l->addr = track->addr;
4300         l->sum_time = age;
4301         l->min_time = age;
4302         l->max_time = age;
4303         l->min_pid = track->pid;
4304         l->max_pid = track->pid;
4305         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4306         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4307         nodes_clear(l->nodes);
4308         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4309         return 1;
4310 }
4311
4312 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4313                 struct page *page, enum track_item alloc,
4314                 unsigned long *map)
4315 {
4316         void *addr = page_address(page);
4317         void *p;
4318
4319         bitmap_zero(map, page->objects);
4320         get_map(s, page, map);
4321
4322         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4323                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4324                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4325 }
4326
4327 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4328                                         enum track_item alloc)
4329 {
4330         int len = 0;
4331         unsigned long i;
4332         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4333         int node;
4334         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4335                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4336
4337         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4338                                      GFP_TEMPORARY)) {
4339                 kfree(map);
4340                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4341         }
4342         /* Push back cpu slabs */
4343         flush_all(s);
4344
4345         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4346                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4347                 unsigned long flags;
4348                 struct page *page;
4349
4350                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4351                         continue;
4352
4353                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4354                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4355                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4356                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4357                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4358                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4359         }
4360
4361         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4362                 struct location *l = &t.loc[i];
4363
4364                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4365                         break;
4366                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4367
4368                 if (l->addr)
4369                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4370                 else
4371                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4372
4373                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4374                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4375                                 l->min_time,
4376                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4377                                 l->max_time);
4378                 } else
4379                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4380                                 l->min_time);
4381
4382                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4383                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4384                                 l->min_pid, l->max_pid);
4385                 else
4386                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4387                                 l->min_pid);
4388
4389                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4390                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4391                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4392                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4393                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4394                                                  to_cpumask(l->cpus));
4395                 }
4396
4397                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4398                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4399                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4400                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4401                                         l->nodes);
4402                 }
4403
4404                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4405         }
4406
4407         free_loc_track(&t);
4408         kfree(map);
4409         if (!t.count)
4410                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4411         return len;
4412 }
4413 #endif
4414
4415 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4416 static void resiliency_test(void)
4417 {
4418         u8 *p;
4419
4420         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4421
4422         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4423         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4424         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4425
4426         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4427         p[16] = 0x12;
4428         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4429                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4430
4431         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4432
4433         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4434         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4435         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4436         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4437                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4438         printk(KERN_ERR
4439                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4440
4441         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4442         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4443         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4444         *p = 0x56;
4445         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4446                                                                         p);
4447         printk(KERN_ERR
4448                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4449         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4450
4451         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4452         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4453         kfree(p);
4454         *p = 0x78;
4455         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4456         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4457
4458         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4459         kfree(p);
4460         p[50] = 0x9a;
4461         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4462                         p);
4463         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4464
4465         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4466         kfree(p);
4467         p[512] = 0xab;
4468         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4469         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4470 }
4471 #else
4472 #ifdef CONFIG_SYSFS
4473 static void resiliency_test(void) {};
4474 #endif
4475 #endif
4476
4477 #ifdef CONFIG_SYSFS
4478 enum slab_stat_type {
4479         SL_ALL,                 /* All slabs */
4480         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4481         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4482         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4483         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4484 };
4485
4486 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4487 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4488 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4489 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4490 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4491
4492 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4493                             char *buf, unsigned long flags)
4494 {
4495         unsigned long total = 0;
4496         int node;
4497         int x;
4498         unsigned long *nodes;
4499         unsigned long *per_cpu;
4500
4501         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4502         if (!nodes)
4503                 return -ENOMEM;
4504         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4505
4506         if (flags & SO_CPU) {
4507                 int cpu;
4508
4509                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4510                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4511                         int node;
4512                         struct page *page;
4513
4514                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4515                         if (!page)
4516                                 continue;
4517
4518                         node = page_to_nid(page);
4519                         if (flags & SO_TOTAL)
4520                                 x = page->objects;
4521                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4522                                 x = page->inuse;
4523                         else
4524                                 x = 1;
4525
4526                         total += x;
4527                         nodes[node] += x;
4528
4529                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4530                         if (page) {
4531                                 x = page->pobjects;
4532                                 total += x;
4533                                 nodes[node] += x;
4534                         }
4535
4536                         per_cpu[node]++;
4537                 }
4538         }
4539
4540         lock_memory_hotplug();
4541 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4542         if (flags & SO_ALL) {
4543                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4544                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4545
4546                 if (flags & SO_TOTAL)
4547                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4548                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4549                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4550                                 count_partial(n, count_free);
4551
4552                         else
4553                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4554                         total += x;
4555                         nodes[node] += x;
4556                 }
4557
4558         } else
4559 #endif
4560         if (flags & SO_PARTIAL) {
4561                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4562                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4563
4564                         if (flags & SO_TOTAL)
4565                                 x = count_partial(n, count_total);
4566                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4567                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4568                         else
4569                                 x = n->nr_partial;
4570                         total += x;
4571                         nodes[node] += x;
4572                 }
4573         }
4574         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4575 #ifdef CONFIG_NUMA
4576         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4577                 if (nodes[node])
4578                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4579                                         node, nodes[node]);
4580 #endif
4581         unlock_memory_hotplug();
4582         kfree(nodes);
4583         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4584 }
4585
4586 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4587 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4588 {
4589         int node;
4590
4591         for_each_online_node(node) {
4592                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4593
4594                 if (!n)
4595                         continue;
4596
4597                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4598                         return 1;
4599         }
4600         return 0;
4601 }
4602 #endif
4603
4604 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4605 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4606
4607 struct slab_attribute {
4608         struct attribute attr;
4609         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4610         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4611 };
4612
4613 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4614         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4615         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4616
4617 #define SLAB_ATTR(_name) \
4618         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4619         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4620
4621 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4622 {
4623         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4624 }
4625 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4626
4627 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4628 {
4629         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4630 }
4631 SLAB_ATTR_RO(align);
4632
4633 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4634 {
4635         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4636 }
4637 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4638
4639 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4640 {
4641         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4642 }
4643 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4644
4645 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4646                                 const char *buf, size_t length)
4647 {
4648         unsigned long order;
4649         int err;
4650
4651         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4652         if (err)
4653                 return err;
4654
4655         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4656                 return -EINVAL;
4657
4658         calculate_sizes(s, order);
4659         return length;
4660 }
4661
4662 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4663 {
4664         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4665 }
4666 SLAB_ATTR(order);
4667
4668 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4669 {
4670         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4671 }
4672
4673 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4674                                  size_t length)
4675 {
4676         unsigned long min;
4677         int err;
4678
4679         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4680         if (err)
4681                 return err;
4682
4683         set_min_partial(s, min);
4684         return length;
4685 }
4686 SLAB_ATTR(min_partial);
4687
4688 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4689 {
4690         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4691 }
4692
4693 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4694                                  size_t length)
4695 {
4696         unsigned long objects;
4697         int err;
4698
4699         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4700         if (err)
4701                 return err;
4702         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4703                 return -EINVAL;
4704
4705         s->cpu_partial = objects;
4706         flush_all(s);
4707         return length;
4708 }
4709 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4710
4711 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4712 {
4713         if (!s->ctor)
4714                 return 0;
4715         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4716 }
4717 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4718
4719 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4720 {
4721         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4722 }
4723 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4724
4725 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4726 {
4727         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4728 }
4729 SLAB_ATTR_RO(partial);
4730
4731 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4732 {
4733         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4734 }
4735 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4736
4737 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4738 {
4739         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4740 }
4741 SLAB_ATTR_RO(objects);
4742
4743 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4744 {
4745         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4746 }
4747 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4748
4749 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4750 {
4751         int objects = 0;
4752         int pages = 0;
4753         int cpu;
4754         int len;
4755
4756         for_each_online_cpu(cpu) {
4757                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4758
4759                 if (page) {
4760                         pages += page->pages;
4761                         objects += page->pobjects;
4762                 }
4763         }
4764
4765         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4766
4767 #ifdef CONFIG_SMP
4768         for_each_online_cpu(cpu) {
4769                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4770
4771                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4772                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4773                                 page->pobjects, page->pages);
4774         }
4775 #endif
4776         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4777 }
4778 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4779
4780 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4781 {
4782         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4783 }
4784
4785 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4786                                 const char *buf, size_t length)
4787 {
4788         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4789         if (buf[0] == '1')
4790                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4791         return length;
4792 }
4793 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4794
4795 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4796 {
4797         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4798 }
4799 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4800
4801 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4802 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4803 {
4804         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4805 }
4806 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4807 #endif
4808
4809 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4810 {
4811         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4812 }
4813 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4814
4815 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4816 {
4817         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4818 }
4819 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4820
4821 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4822 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4823 {
4824         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4825 }
4826 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4827
4828 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4829 {
4830         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4831 }
4832 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4833
4834 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4835 {
4836         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4837 }
4838
4839 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4840                                 const char *buf, size_t length)
4841 {
4842         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4843         if (buf[0] == '1') {
4844                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4845                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4846         }
4847         return length;
4848 }
4849 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4850
4851 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4852 {
4853         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4854 }
4855
4856 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4857                                                         size_t length)
4858 {
4859         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4860         if (buf[0] == '1') {
4861                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4862                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4863         }
4864         return length;
4865 }
4866 SLAB_ATTR(trace);
4867
4868 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4869 {
4870         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4871 }
4872
4873 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4874                                 const char *buf, size_t length)
4875 {
4876         if (any_slab_objects(s))
4877                 return -EBUSY;
4878
4879         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4880         if (buf[0] == '1') {
4881                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4882                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4883         }
4884         calculate_sizes(s, -1);
4885         return length;
4886 }
4887 SLAB_ATTR(red_zone);
4888
4889 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4890 {
4891         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4892 }
4893
4894 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4895                                 const char *buf, size_t length)
4896 {
4897         if (any_slab_objects(s))
4898                 return -EBUSY;
4899
4900         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4901         if (buf[0] == '1') {
4902                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4903                 s->flags |= SLAB_POISON;
4904         }
4905         calculate_sizes(s, -1);
4906         return length;
4907 }
4908 SLAB_ATTR(poison);
4909
4910 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4911 {
4912         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4913 }
4914
4915 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4916                                 const char *buf, size_t length)
4917 {
4918         if (any_slab_objects(s))
4919                 return -EBUSY;
4920
4921         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4922         if (buf[0] == '1') {
4923                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4924                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4925         }
4926         calculate_sizes(s, -1);
4927         return length;
4928 }
4929 SLAB_ATTR(store_user);
4930
4931 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4932 {
4933         return 0;
4934 }
4935
4936 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4937                         const char *buf, size_t length)
4938 {
4939         int ret = -EINVAL;
4940
4941         if (buf[0] == '1') {
4942                 ret = validate_slab_cache(s);
4943                 if (ret >= 0)
4944                         ret = length;
4945         }
4946         return ret;
4947 }
4948 SLAB_ATTR(validate);
4949
4950 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4951 {
4952         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4953                 return -ENOSYS;
4954         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4955 }
4956 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4957
4958 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4959 {
4960         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4961                 return -ENOSYS;
4962         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4963 }
4964 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4965 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4966
4967 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4968 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4969 {
4970         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4971 }
4972
4973 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4974                                                         size_t length)
4975 {
4976         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4977         if (buf[0] == '1')
4978                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4979         return length;
4980 }
4981 SLAB_ATTR(failslab);
4982 #endif
4983
4984 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4985 {
4986         return 0;
4987 }
4988
4989 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4990                         const char *buf, size_t length)
4991 {
4992         if (buf[0] == '1') {
4993                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4994
4995                 if (rc)
4996                         return rc;
4997         } else
4998                 return -EINVAL;
4999         return length;
5000 }
5001 SLAB_ATTR(shrink);
5002
5003 #ifdef CONFIG_NUMA
5004 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5005 {
5006         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5007 }
5008
5009 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5010                                 const char *buf, size_t length)
5011 {
5012         unsigned long ratio;
5013         int err;
5014
5015         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5016         if (err)
5017                 return err;
5018
5019         if (ratio <= 100)
5020                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5021
5022         return length;
5023 }
5024 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5025 #endif
5026
5027 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5028 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5029 {
5030         unsigned long sum  = 0;
5031         int cpu;
5032         int len;
5033         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5034
5035         if (!data)
5036                 return -ENOMEM;
5037
5038         for_each_online_cpu(cpu) {
5039                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5040
5041                 data[cpu] = x;
5042                 sum += x;
5043         }
5044
5045         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5046
5047 #ifdef CONFIG_SMP
5048         for_each_online_cpu(cpu) {
5049                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5050                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5051         }
5052 #endif
5053         kfree(data);
5054         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5055 }
5056
5057 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5058 {
5059         int cpu;
5060
5061         for_each_online_cpu(cpu)
5062                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5063 }
5064
5065 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5066 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5067 {                                                               \
5068         return show_stat(s, buf, si);                           \
5069 }                                                               \
5070 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5071                                 const char *buf, size_t length) \
5072 {                                                               \
5073         if (buf[0] != '0')                                      \
5074                 return -EINVAL;                                 \
5075         clear_stat(s, si);                                      \
5076         return length;                                          \
5077 }                                                               \
5078 SLAB_ATTR(text);                                                \
5079
5080 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5081 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5082 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5083 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5084 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5085 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5086 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5087 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5088 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5089 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5090 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5091 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5092 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5093 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5094 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5095 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5096 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5097 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5098 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5099 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5100 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5101 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5102 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5103 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5104 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5105 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5106 #endif
5107
5108 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5109         &slab_size_attr.attr,
5110         &object_size_attr.attr,
5111         &objs_per_slab_attr.attr,
5112         &order_attr.attr,
5113         &min_partial_attr.attr,
5114         &cpu_partial_attr.attr,
5115         &objects_attr.attr,
5116         &objects_partial_attr.attr,
5117         &partial_attr.attr,
5118         &cpu_slabs_attr.attr,
5119         &ctor_attr.attr,
5120         &aliases_attr.attr,
5121         &align_attr.attr,
5122         &hwcache_align_attr.attr,
5123         &reclaim_account_attr.attr,
5124         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5125         &shrink_attr.attr,
5126         &reserved_attr.attr,
5127         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5128 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5129         &total_objects_attr.attr,
5130         &slabs_attr.attr,
5131         &sanity_checks_attr.attr,
5132         &trace_attr.attr,
5133         &red_zone_attr.attr,
5134         &poison_attr.attr,
5135         &store_user_attr.attr,
5136         &validate_attr.attr,
5137         &alloc_calls_attr.attr,
5138         &free_calls_attr.attr,
5139 #endif
5140 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5141         &cache_dma_attr.attr,
5142 #endif
5143 #ifdef CONFIG_NUMA
5144         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5145 #endif
5146 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5147         &alloc_fastpath_attr.attr,
5148         &alloc_slowpath_attr.attr,
5149         &free_fastpath_attr.attr,
5150         &free_slowpath_attr.attr,
5151         &free_frozen_attr.attr,
5152         &free_add_partial_attr.attr,
5153         &free_remove_partial_attr.attr,
5154         &alloc_from_partial_attr.attr,
5155         &alloc_slab_attr.attr,
5156         &alloc_refill_attr.attr,
5157         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5158         &free_slab_attr.attr,
5159         &cpuslab_flush_attr.attr,
5160         &deactivate_full_attr.attr,
5161         &deactivate_empty_attr.attr,
5162         &deactivate_to_head_attr.attr,
5163         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5164         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5165         &deactivate_bypass_attr.attr,
5166         &order_fallback_attr.attr,
5167         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5168         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5169         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5170         &cpu_partial_free_attr.attr,
5171         &cpu_partial_node_attr.attr,
5172         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5173 #endif
5174 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5175         &failslab_attr.attr,
5176 #endif
5177
5178         NULL
5179 };
5180
5181 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5182         .attrs = slab_attrs,
5183 };
5184
5185 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5186                                 struct attribute *attr,
5187                                 char *buf)
5188 {
5189         struct slab_attribute *attribute;
5190         struct kmem_cache *s;
5191         int err;
5192
5193         attribute = to_slab_attr(attr);
5194         s = to_slab(kobj);
5195
5196         if (!attribute->show)
5197                 return -EIO;
5198
5199         err = attribute->show(s, buf);
5200
5201         return err;
5202 }
5203
5204 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5205                                 struct attribute *attr,
5206                                 const char *buf, size_t len)
5207 {
5208         struct slab_attribute *attribute;
5209         struct kmem_cache *s;
5210         int err;
5211
5212         attribute = to_slab_attr(attr);
5213         s = to_slab(kobj);
5214
5215         if (!attribute->store)
5216                 return -EIO;
5217
5218         err = attribute->store(s, buf, len);
5219
5220         return err;
5221 }
5222
5223 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5224 {
5225         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5226
5227         kfree(s->name);
5228         kfree(s);
5229 }
5230
5231 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5232         .show = slab_attr_show,
5233         .store = slab_attr_store,
5234 };
5235
5236 static struct kobj_type slab_ktype = {
5237         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5238         .release = kmem_cache_release
5239 };
5240
5241 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5242 {
5243         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5244
5245         if (ktype == &slab_ktype)
5246                 return 1;
5247         return 0;
5248 }
5249
5250 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5251         .filter = uevent_filter,
5252 };
5253
5254 static struct kset *slab_kset;
5255
5256 #define ID_STR_LENGTH 64
5257
5258 /* Create a unique string id for a slab cache:
5259  *
5260  * Format       :[flags-]size
5261  */
5262 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5263 {
5264         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5265         char *p = name;
5266
5267         BUG_ON(!name);
5268
5269         *p++ = ':';
5270         /*
5271          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5272          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5273          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5274          * are matched during merging to guarantee that the id is
5275          * unique.
5276          */
5277         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5278                 *p++ = 'd';
5279         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5280                 *p++ = 'a';
5281         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5282                 *p++ = 'F';
5283         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5284                 *p++ = 't';
5285         if (p != name + 1)
5286                 *p++ = '-';
5287         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5288         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5289         return name;
5290 }
5291
5292 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5293 {
5294         int err;
5295         const char *name;
5296         int unmergeable;
5297
5298         if (slab_state < SYSFS)
5299                 /* Defer until later */
5300                 return 0;
5301
5302         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5303         if (unmergeable) {
5304                 /*
5305                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5306                  * This is typically the case for debug situations. In that
5307                  * case we can catch duplicate names easily.
5308                  */
5309                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5310                 name = s->name;
5311         } else {
5312                 /*
5313                  * Create a unique name for the slab as a target
5314                  * for the symlinks.
5315                  */
5316                 name = create_unique_id(s);
5317         }
5318
5319         s->kobj.kset = slab_kset;
5320         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5321         if (err) {
5322                 kobject_put(&s->kobj);
5323                 return err;
5324         }
5325
5326         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5327         if (err) {
5328                 kobject_del(&s->kobj);
5329                 kobject_put(&s->kobj);
5330                 return err;
5331         }
5332         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5333         if (!unmergeable) {
5334                 /* Setup first alias */
5335                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5336                 kfree(name);
5337         }
5338         return 0;
5339 }
5340
5341 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5342 {
5343         if (slab_state < SYSFS)
5344                 /*
5345                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5346                  * cache from sysfs.
5347                  */
5348                 return;
5349
5350         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5351         kobject_del(&s->kobj);
5352         kobject_put(&s->kobj);
5353 }
5354
5355 /*
5356  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5357  * available lest we lose that information.
5358  */
5359 struct saved_alias {
5360         struct kmem_cache *s;
5361         const char *name;
5362         struct saved_alias *next;
5363 };
5364
5365 static struct saved_alias *alias_list;
5366
5367 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5368 {
5369         struct saved_alias *al;
5370
5371         if (slab_state == SYSFS) {
5372                 /*
5373                  * If we have a leftover link then remove it.
5374                  */
5375                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5376                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5377         }
5378
5379         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5380         if (!al)
5381                 return -ENOMEM;
5382
5383         al->s = s;
5384         al->name = name;
5385         al->next = alias_list;
5386         alias_list = al;
5387         return 0;
5388 }
5389
5390 static int __init slab_sysfs_init(void)
5391 {
5392         struct kmem_cache *s;
5393         int err;
5394
5395         down_write(&slub_lock);
5396
5397         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5398         if (!slab_kset) {
5399                 up_write(&slub_lock);
5400                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5401                 return -ENOSYS;
5402         }
5403
5404         slab_state = SYSFS;
5405
5406         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5407                 err = sysfs_slab_add(s);
5408                 if (err)
5409                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5410                                                 " to sysfs\n", s->name);
5411         }
5412
5413         while (alias_list) {
5414                 struct saved_alias *al = alias_list;
5415
5416                 alias_list = alias_list->next;
5417                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5418                 if (err)
5419                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5420                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5421                 kfree(al);
5422         }
5423
5424         up_write(&slub_lock);
5425         resiliency_test();
5426         return 0;
5427 }
5428
5429 __initcall(slab_sysfs_init);
5430 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5431
5432 /*
5433  * The /proc/slabinfo ABI
5434  */
5435 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5436 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5437 {
5438         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5439         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5440                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5441         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5442         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5443         seq_putc(m, '\n');
5444 }
5445
5446 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5447 {
5448         loff_t n = *pos;
5449
5450         down_read(&slub_lock);
5451         if (!n)
5452                 print_slabinfo_header(m);
5453
5454         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5455 }
5456
5457 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5458 {
5459         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5460 }
5461
5462 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5463 {
5464         up_read(&slub_lock);
5465 }
5466
5467 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5468 {
5469         unsigned long nr_partials = 0;
5470         unsigned long nr_slabs = 0;
5471         unsigned long nr_inuse = 0;
5472         unsigned long nr_objs = 0;
5473         unsigned long nr_free = 0;
5474         struct kmem_cache *s;
5475         int node;
5476
5477         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5478
5479         for_each_online_node(node) {
5480                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5481
5482                 if (!n)
5483                         continue;
5484
5485                 nr_partials += n->nr_partial;
5486                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5487                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5488                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5489         }
5490
5491         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5492
5493         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5494                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5495                    (1 << oo_order(s->oo)));
5496         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5497         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5498                    0UL);
5499         seq_putc(m, '\n');
5500         return 0;
5501 }
5502
5503 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5504         .start = s_start,
5505         .next = s_next,
5506         .stop = s_stop,
5507         .show = s_show,
5508 };
5509
5510 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5511 {
5512         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5513 }
5514
5515 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5516         .open           = slabinfo_open,
5517         .read           = seq_read,
5518         .llseek         = seq_lseek,
5519         .release        = seq_release,
5520 };
5521
5522 static int __init slab_proc_init(void)
5523 {
5524         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5525         return 0;
5526 }
5527 module_init(slab_proc_init);
5528 #endif /* CONFIG_SLABINFO */