Merge branch 'slab/next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/penberg...
[linux-2.6-microblaze.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 "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/seq_file.h>
22 #include <linux/kmemcheck.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/stacktrace.h>
33 #include <linux/prefetch.h>
34
35 #include <trace/events/kmem.h>
36
37 /*
38  * Lock order:
39  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
40  *   2. node->list_lock
41  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
42  *
43  *   slab_mutex
44  *
45  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
46  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
47  *
48  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
49  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
50  *   double word in the page struct. Meaning
51  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
52  *      B. page->counters       -> Counters of objects
53  *      C. page->frozen         -> frozen state
54  *
55  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
56  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
57  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
58  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
59  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
60  *
61  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
62  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
63  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
64  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
65  *   modified without taking the list lock).
66  *
67  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
68  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
69  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
70  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
71  *   the list lock.
72  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
73  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
74  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
75  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
76  *
77  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
78  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
79  *
80  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
81  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
82  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
83  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
84  * cannot scan all objects.
85  *
86  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
87  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
88  * fast frees and allocs.
89  *
90  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
91  *
92  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
93  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
94  *                      such as satisfying allocations for a specific
95  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
96  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
97  *                      list operations. It is up to the processor holding
98  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
99  *                      when the slab is no longer needed.
100  *
101  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
102  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
103  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
104  *                      freelist that allows lockless access to
105  *                      free objects in addition to the regular freelist
106  *                      that requires the slab lock.
107  *
108  * PageError            Slab requires special handling due to debug
109  *                      options set. This moves slab handling out of
110  *                      the fast path and disables lockless freelists.
111  */
112
113 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
114                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
115
116 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
117 {
118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
119         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
120 #else
121         return 0;
122 #endif
123 }
124
125 /*
126  * Issues still to be resolved:
127  *
128  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
129  *
130  * - Variable sizing of the per node arrays
131  */
132
133 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
134 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
135
136 /* Enable to log cmpxchg failures */
137 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
138
139 /*
140  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
141  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
142  */
143 #define MIN_PARTIAL 5
144
145 /*
146  * Maximum number of desirable partial slabs.
147  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
148  * sort the partial list by the number of objects in the.
149  */
150 #define MAX_PARTIAL 10
151
152 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
153                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
157  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
158  * metadata.
159  */
160 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
161
162 /*
163  * Set of flags that will prevent slab merging
164  */
165 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
166                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
167                 SLAB_FAILSLAB)
168
169 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
170                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
171
172 #define OO_SHIFT        16
173 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
174 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
175
176 /* Internal SLUB flags */
177 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
178 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
179
180 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
181
182 #ifdef CONFIG_SMP
183 static struct notifier_block slab_notifier;
184 #endif
185
186 /*
187  * Tracking user of a slab.
188  */
189 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
190 struct track {
191         unsigned long addr;     /* Called from address */
192 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
193         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
194 #endif
195         int cpu;                /* Was running on cpu */
196         int pid;                /* Pid context */
197         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
198 };
199
200 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
201
202 #ifdef CONFIG_SYSFS
203 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
204 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
205 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
206
207 #else
208 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
209 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
210                                                         { return 0; }
211 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
212 {
213         kfree(s->name);
214         kfree(s);
215 }
216
217 #endif
218
219 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
220 {
221 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
222         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
223 #endif
224 }
225
226 /********************************************************************
227  *                      Core slab cache functions
228  *******************************************************************/
229
230 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
231 {
232         return s->node[node];
233 }
234
235 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
236 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
237                                 struct page *page, const void *object)
238 {
239         void *base;
240
241         if (!object)
242                 return 1;
243
244         base = page_address(page);
245         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
246                 (object - base) % s->size) {
247                 return 0;
248         }
249
250         return 1;
251 }
252
253 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
254 {
255         return *(void **)(object + s->offset);
256 }
257
258 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         prefetch(object + s->offset);
261 }
262
263 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
264 {
265         void *p;
266
267 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
268         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
269 #else
270         p = get_freepointer(s, object);
271 #endif
272         return p;
273 }
274
275 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
276 {
277         *(void **)(object + s->offset) = fp;
278 }
279
280 /* Loop over all objects in a slab */
281 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
282         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
283                         __p += (__s)->size)
284
285 /* Determine object index from a given position */
286 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
287 {
288         return (p - addr) / s->size;
289 }
290
291 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
292 {
293 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
294         /*
295          * Debugging requires use of the padding between object
296          * and whatever may come after it.
297          */
298         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
299                 return s->object_size;
300
301 #endif
302         /*
303          * If we have the need to store the freelist pointer
304          * back there or track user information then we can
305          * only use the space before that information.
306          */
307         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
308                 return s->inuse;
309         /*
310          * Else we can use all the padding etc for the allocation
311          */
312         return s->size;
313 }
314
315 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
316 {
317         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
318 }
319
320 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
321                 unsigned long size, int reserved)
322 {
323         struct kmem_cache_order_objects x = {
324                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
325         };
326
327         return x;
328 }
329
330 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
331 {
332         return x.x >> OO_SHIFT;
333 }
334
335 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x & OO_MASK;
338 }
339
340 /*
341  * Per slab locking using the pagelock
342  */
343 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
344 {
345         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
346 }
347
348 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
349 {
350         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
351 }
352
353 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
354 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
355                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
356                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
357                 const char *n)
358 {
359         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
360 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
361     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
362         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
363                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
364                         freelist_old, counters_old,
365                         freelist_new, counters_new))
366                 return 1;
367         } else
368 #endif
369         {
370                 slab_lock(page);
371                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
372                         page->freelist = freelist_new;
373                         page->counters = counters_new;
374                         slab_unlock(page);
375                         return 1;
376                 }
377                 slab_unlock(page);
378         }
379
380         cpu_relax();
381         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
382
383 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
384         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
385 #endif
386
387         return 0;
388 }
389
390 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
391                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
392                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
393                 const char *n)
394 {
395 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
396     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
397         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
398                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
399                         freelist_old, counters_old,
400                         freelist_new, counters_new))
401                 return 1;
402         } else
403 #endif
404         {
405                 unsigned long flags;
406
407                 local_irq_save(flags);
408                 slab_lock(page);
409                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
410                         page->freelist = freelist_new;
411                         page->counters = counters_new;
412                         slab_unlock(page);
413                         local_irq_restore(flags);
414                         return 1;
415                 }
416                 slab_unlock(page);
417                 local_irq_restore(flags);
418         }
419
420         cpu_relax();
421         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
422
423 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
424         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
425 #endif
426
427         return 0;
428 }
429
430 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
431 /*
432  * Determine a map of object in use on a page.
433  *
434  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
435  * not vanish from under us.
436  */
437 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
438 {
439         void *p;
440         void *addr = page_address(page);
441
442         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
443                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
444 }
445
446 /*
447  * Debug settings:
448  */
449 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
450 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
451 #else
452 static int slub_debug;
453 #endif
454
455 static char *slub_debug_slabs;
456 static int disable_higher_order_debug;
457
458 /*
459  * Object debugging
460  */
461 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
462 {
463         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
464                         length, 1);
465 }
466
467 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
468         enum track_item alloc)
469 {
470         struct track *p;
471
472         if (s->offset)
473                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
474         else
475                 p = object + s->inuse;
476
477         return p + alloc;
478 }
479
480 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
481                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
482 {
483         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
484
485         if (addr) {
486 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
487                 struct stack_trace trace;
488                 int i;
489
490                 trace.nr_entries = 0;
491                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
492                 trace.entries = p->addrs;
493                 trace.skip = 3;
494                 save_stack_trace(&trace);
495
496                 /* See rant in lockdep.c */
497                 if (trace.nr_entries != 0 &&
498                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
499                         trace.nr_entries--;
500
501                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
502                         p->addrs[i] = 0;
503 #endif
504                 p->addr = addr;
505                 p->cpu = smp_processor_id();
506                 p->pid = current->pid;
507                 p->when = jiffies;
508         } else
509                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
510 }
511
512 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
513 {
514         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
515                 return;
516
517         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
518         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
519 }
520
521 static void print_track(const char *s, struct track *t)
522 {
523         if (!t->addr)
524                 return;
525
526         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
527                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
528 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
529         {
530                 int i;
531                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
532                         if (t->addrs[i])
533                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
534                         else
535                                 break;
536         }
537 #endif
538 }
539
540 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
541 {
542         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
543                 return;
544
545         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
546         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
547 }
548
549 static void print_page_info(struct page *page)
550 {
551         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
552                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
553
554 }
555
556 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
557 {
558         va_list args;
559         char buf[100];
560
561         va_start(args, fmt);
562         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
563         va_end(args);
564         printk(KERN_ERR "========================================"
565                         "=====================================\n");
566         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
567         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
568                         "-------------------------------------\n\n");
569 }
570
571 static void slab_fix(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 "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
580 }
581
582 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
583 {
584         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
585         u8 *addr = page_address(page);
586
587         print_tracking(s, p);
588
589         print_page_info(page);
590
591         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
592                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
593
594         if (p > addr + 16)
595                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
596
597         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
598                                 PAGE_SIZE));
599         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
600                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
601                         s->inuse - s->object_size);
602
603         if (s->offset)
604                 off = s->offset + sizeof(void *);
605         else
606                 off = s->inuse;
607
608         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
609                 off += 2 * sizeof(struct track);
610
611         if (off != s->size)
612                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
613                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
614
615         dump_stack();
616 }
617
618 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
619                         u8 *object, char *reason)
620 {
621         slab_bug(s, "%s", reason);
622         print_trailer(s, page, object);
623 }
624
625 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
626 {
627         va_list args;
628         char buf[100];
629
630         va_start(args, fmt);
631         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
632         va_end(args);
633         slab_bug(s, "%s", buf);
634         print_page_info(page);
635         dump_stack();
636 }
637
638 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
639 {
640         u8 *p = object;
641
642         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
643                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
644                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
645         }
646
647         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
648                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
649 }
650
651 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
652                                                 void *from, void *to)
653 {
654         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
655         memset(from, data, to - from);
656 }
657
658 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
659                         u8 *object, char *what,
660                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
661 {
662         u8 *fault;
663         u8 *end;
664
665         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
666         if (!fault)
667                 return 1;
668
669         end = start + bytes;
670         while (end > fault && end[-1] == value)
671                 end--;
672
673         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
674         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
675                                         fault, end - 1, fault[0], value);
676         print_trailer(s, page, object);
677
678         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
679         return 0;
680 }
681
682 /*
683  * Object layout:
684  *
685  * object address
686  *      Bytes of the object to be managed.
687  *      If the freepointer may overlay the object then the free
688  *      pointer is the first word of the object.
689  *
690  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
691  *      0xa5 (POISON_END)
692  *
693  * object + s->object_size
694  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
695  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
696  *      object_size == inuse.
697  *
698  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
699  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
700  *
701  * object + s->inuse
702  *      Meta data starts here.
703  *
704  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
705  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
706  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
707  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
708  *              before the word boundary.
709  *
710  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
711  *
712  * object + s->size
713  *      Nothing is used beyond s->size.
714  *
715  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
716  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
717  * may be used with merged slabcaches.
718  */
719
720 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
721 {
722         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
723
724         if (s->offset)
725                 /* Freepointer is placed after the object. */
726                 off += sizeof(void *);
727
728         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
729                 /* We also have user information there */
730                 off += 2 * sizeof(struct track);
731
732         if (s->size == off)
733                 return 1;
734
735         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
736                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
737 }
738
739 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
740 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
741 {
742         u8 *start;
743         u8 *fault;
744         u8 *end;
745         int length;
746         int remainder;
747
748         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
749                 return 1;
750
751         start = page_address(page);
752         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
753         end = start + length;
754         remainder = length % s->size;
755         if (!remainder)
756                 return 1;
757
758         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
759         if (!fault)
760                 return 1;
761         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
762                 end--;
763
764         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
765         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
766
767         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
768         return 0;
769 }
770
771 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
772                                         void *object, u8 val)
773 {
774         u8 *p = object;
775         u8 *endobject = object + s->object_size;
776
777         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
778                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
779                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
780                         return 0;
781         } else {
782                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
783                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
784                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
785                 }
786         }
787
788         if (s->flags & SLAB_POISON) {
789                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
790                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
791                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
792                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
793                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
794                         return 0;
795                 /*
796                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
797                  */
798                 check_pad_bytes(s, page, p);
799         }
800
801         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
802                 /*
803                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
804                  * freepointer while object is allocated.
805                  */
806                 return 1;
807
808         /* Check free pointer validity */
809         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
810                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
811                 /*
812                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
813                  * of the free objects in this slab. May cause
814                  * another error because the object count is now wrong.
815                  */
816                 set_freepointer(s, p, NULL);
817                 return 0;
818         }
819         return 1;
820 }
821
822 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
823 {
824         int maxobj;
825
826         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
827
828         if (!PageSlab(page)) {
829                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
830                 return 0;
831         }
832
833         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
834         if (page->objects > maxobj) {
835                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
836                         s->name, page->objects, maxobj);
837                 return 0;
838         }
839         if (page->inuse > page->objects) {
840                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
841                         s->name, page->inuse, page->objects);
842                 return 0;
843         }
844         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
845         slab_pad_check(s, page);
846         return 1;
847 }
848
849 /*
850  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
851  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
852  */
853 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
854 {
855         int nr = 0;
856         void *fp;
857         void *object = NULL;
858         unsigned long max_objects;
859
860         fp = page->freelist;
861         while (fp && nr <= page->objects) {
862                 if (fp == search)
863                         return 1;
864                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
865                         if (object) {
866                                 object_err(s, page, object,
867                                         "Freechain corrupt");
868                                 set_freepointer(s, object, NULL);
869                                 break;
870                         } else {
871                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
872                                 page->freelist = NULL;
873                                 page->inuse = page->objects;
874                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
875                                 return 0;
876                         }
877                         break;
878                 }
879                 object = fp;
880                 fp = get_freepointer(s, object);
881                 nr++;
882         }
883
884         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
885         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
886                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
887
888         if (page->objects != max_objects) {
889                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
890                         "should be %d", page->objects, max_objects);
891                 page->objects = max_objects;
892                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
893         }
894         if (page->inuse != page->objects - nr) {
895                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
896                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
897                 page->inuse = page->objects - nr;
898                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
899         }
900         return search == NULL;
901 }
902
903 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
904                                                                 int alloc)
905 {
906         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
907                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
908                         s->name,
909                         alloc ? "alloc" : "free",
910                         object, page->inuse,
911                         page->freelist);
912
913                 if (!alloc)
914                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
915
916                 dump_stack();
917         }
918 }
919
920 /*
921  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
922  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
923  */
924 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
925 {
926         flags &= gfp_allowed_mask;
927         lockdep_trace_alloc(flags);
928         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
929
930         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
931 }
932
933 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
934 {
935         flags &= gfp_allowed_mask;
936         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
937         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
938 }
939
940 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
941 {
942         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
943
944         /*
945          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
946          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
947          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
948          */
949 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
950         {
951                 unsigned long flags;
952
953                 local_irq_save(flags);
954                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
955                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
956                 local_irq_restore(flags);
957         }
958 #endif
959         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
960                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
961 }
962
963 /*
964  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
965  *
966  * list_lock must be held.
967  */
968 static void add_full(struct kmem_cache *s,
969         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
970 {
971         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
972                 return;
973
974         list_add(&page->lru, &n->full);
975 }
976
977 /*
978  * list_lock must be held.
979  */
980 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
981 {
982         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
983                 return;
984
985         list_del(&page->lru);
986 }
987
988 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
989 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
990 {
991         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
992
993         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
994 }
995
996 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
997 {
998         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
999 }
1000
1001 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1002 {
1003         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1004
1005         /*
1006          * May be called early in order to allocate a slab for the
1007          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1008          * dilemma by deferring the increment of the count during
1009          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1010          */
1011         if (n) {
1012                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1013                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1014         }
1015 }
1016 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1017 {
1018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1019
1020         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1021         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1022 }
1023
1024 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1025 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1026                                                                 void *object)
1027 {
1028         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1029                 return;
1030
1031         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1032         init_tracking(s, object);
1033 }
1034
1035 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1036                                         void *object, unsigned long addr)
1037 {
1038         if (!check_slab(s, page))
1039                 goto bad;
1040
1041         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1042                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1043                 goto bad;
1044         }
1045
1046         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1047                 goto bad;
1048
1049         /* Success perform special debug activities for allocs */
1050         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1051                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1052         trace(s, page, object, 1);
1053         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1054         return 1;
1055
1056 bad:
1057         if (PageSlab(page)) {
1058                 /*
1059                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1060                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1061                  * as used avoids touching the remaining objects.
1062                  */
1063                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1064                 page->inuse = page->objects;
1065                 page->freelist = NULL;
1066         }
1067         return 0;
1068 }
1069
1070 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1071                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1072 {
1073         unsigned long flags;
1074         int rc = 0;
1075
1076         local_irq_save(flags);
1077         slab_lock(page);
1078
1079         if (!check_slab(s, page))
1080                 goto fail;
1081
1082         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1083                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1084                 goto fail;
1085         }
1086
1087         if (on_freelist(s, page, object)) {
1088                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1089                 goto fail;
1090         }
1091
1092         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1093                 goto out;
1094
1095         if (unlikely(s != page->slab)) {
1096                 if (!PageSlab(page)) {
1097                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1098                                 "outside of slab", object);
1099                 } else if (!page->slab) {
1100                         printk(KERN_ERR
1101                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1102                                                 object);
1103                         dump_stack();
1104                 } else
1105                         object_err(s, page, object,
1106                                         "page slab pointer corrupt.");
1107                 goto fail;
1108         }
1109
1110         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1111                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1112         trace(s, page, object, 0);
1113         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1114         rc = 1;
1115 out:
1116         slab_unlock(page);
1117         local_irq_restore(flags);
1118         return rc;
1119
1120 fail:
1121         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1122         goto out;
1123 }
1124
1125 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1126 {
1127         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1128         if (*str++ != '=' || !*str)
1129                 /*
1130                  * No options specified. Switch on full debugging.
1131                  */
1132                 goto out;
1133
1134         if (*str == ',')
1135                 /*
1136                  * No options but restriction on slabs. This means full
1137                  * debugging for slabs matching a pattern.
1138                  */
1139                 goto check_slabs;
1140
1141         if (tolower(*str) == 'o') {
1142                 /*
1143                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1144                  * would increase as a result.
1145                  */
1146                 disable_higher_order_debug = 1;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         slub_debug = 0;
1151         if (*str == '-')
1152                 /*
1153                  * Switch off all debugging measures.
1154                  */
1155                 goto out;
1156
1157         /*
1158          * Determine which debug features should be switched on
1159          */
1160         for (; *str && *str != ','; str++) {
1161                 switch (tolower(*str)) {
1162                 case 'f':
1163                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1164                         break;
1165                 case 'z':
1166                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1167                         break;
1168                 case 'p':
1169                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1170                         break;
1171                 case 'u':
1172                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1173                         break;
1174                 case 't':
1175                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1176                         break;
1177                 case 'a':
1178                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1179                         break;
1180                 default:
1181                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1182                                 "unknown. skipped\n", *str);
1183                 }
1184         }
1185
1186 check_slabs:
1187         if (*str == ',')
1188                 slub_debug_slabs = str + 1;
1189 out:
1190         return 1;
1191 }
1192
1193 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1194
1195 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1196         unsigned long flags, const char *name,
1197         void (*ctor)(void *))
1198 {
1199         /*
1200          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1201          */
1202         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1203                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1204                 flags |= slub_debug;
1205
1206         return flags;
1207 }
1208 #else
1209 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1210                         struct page *page, void *object) {}
1211
1212 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1213         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1214
1215 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1216         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1217
1218 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1219                         { return 1; }
1220 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1221                         void *object, u8 val) { return 1; }
1222 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1223                                         struct page *page) {}
1224 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1225 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1226         unsigned long flags, const char *name,
1227         void (*ctor)(void *))
1228 {
1229         return flags;
1230 }
1231 #define slub_debug 0
1232
1233 #define disable_higher_order_debug 0
1234
1235 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1236                                                         { return 0; }
1237 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1238                                                         { return 0; }
1239 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1240                                                         int objects) {}
1241 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1242                                                         int objects) {}
1243
1244 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1245                                                         { return 0; }
1246
1247 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1248                 void *object) {}
1249
1250 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1251
1252 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1253
1254 /*
1255  * Slab allocation and freeing
1256  */
1257 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1258                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1259 {
1260         int order = oo_order(oo);
1261
1262         flags |= __GFP_NOTRACK;
1263
1264         if (node == NUMA_NO_NODE)
1265                 return alloc_pages(flags, order);
1266         else
1267                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1268 }
1269
1270 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1271 {
1272         struct page *page;
1273         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1274         gfp_t alloc_gfp;
1275
1276         flags &= gfp_allowed_mask;
1277
1278         if (flags & __GFP_WAIT)
1279                 local_irq_enable();
1280
1281         flags |= s->allocflags;
1282
1283         /*
1284          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1285          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1286          */
1287         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1288
1289         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1290         if (unlikely(!page)) {
1291                 oo = s->min;
1292                 /*
1293                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1294                  * Try a lower order alloc if possible
1295                  */
1296                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1297
1298                 if (page)
1299                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1300         }
1301
1302         if (kmemcheck_enabled && page
1303                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1304                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1305
1306                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1307
1308                 /*
1309                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1310                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1311                  */
1312                 if (s->ctor)
1313                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1314                 else
1315                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1316         }
1317
1318         if (flags & __GFP_WAIT)
1319                 local_irq_disable();
1320         if (!page)
1321                 return NULL;
1322
1323         page->objects = oo_objects(oo);
1324         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1325                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1326                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1327                 1 << oo_order(oo));
1328
1329         return page;
1330 }
1331
1332 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1333                                 void *object)
1334 {
1335         setup_object_debug(s, page, object);
1336         if (unlikely(s->ctor))
1337                 s->ctor(object);
1338 }
1339
1340 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1341 {
1342         struct page *page;
1343         void *start;
1344         void *last;
1345         void *p;
1346
1347         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1348
1349         page = allocate_slab(s,
1350                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1351         if (!page)
1352                 goto out;
1353
1354         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1355         page->slab = s;
1356         __SetPageSlab(page);
1357
1358         start = page_address(page);
1359
1360         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1361                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1362
1363         last = start;
1364         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1365                 setup_object(s, page, last);
1366                 set_freepointer(s, last, p);
1367                 last = p;
1368         }
1369         setup_object(s, page, last);
1370         set_freepointer(s, last, NULL);
1371
1372         page->freelist = start;
1373         page->inuse = page->objects;
1374         page->frozen = 1;
1375 out:
1376         return page;
1377 }
1378
1379 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1380 {
1381         int order = compound_order(page);
1382         int pages = 1 << order;
1383
1384         if (kmem_cache_debug(s)) {
1385                 void *p;
1386
1387                 slab_pad_check(s, page);
1388                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1389                                                 page->objects)
1390                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1391         }
1392
1393         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1394
1395         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1396                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1397                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1398                 -pages);
1399
1400         __ClearPageSlab(page);
1401         reset_page_mapcount(page);
1402         if (current->reclaim_state)
1403                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1404         __free_pages(page, order);
1405 }
1406
1407 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1408         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1409
1410 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1411 {
1412         struct page *page;
1413
1414         if (need_reserve_slab_rcu)
1415                 page = virt_to_head_page(h);
1416         else
1417                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1418
1419         __free_slab(page->slab, page);
1420 }
1421
1422 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1423 {
1424         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1425                 struct rcu_head *head;
1426
1427                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1428                         int order = compound_order(page);
1429                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1430
1431                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1432                         head = page_address(page) + offset;
1433                 } else {
1434                         /*
1435                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1436                          */
1437                         head = (void *)&page->lru;
1438                 }
1439
1440                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1441         } else
1442                 __free_slab(s, page);
1443 }
1444
1445 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1446 {
1447         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1448         free_slab(s, page);
1449 }
1450
1451 /*
1452  * Management of partially allocated slabs.
1453  *
1454  * list_lock must be held.
1455  */
1456 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1457                                 struct page *page, int tail)
1458 {
1459         n->nr_partial++;
1460         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1461                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1462         else
1463                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * list_lock must be held.
1468  */
1469 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1470                                         struct page *page)
1471 {
1472         list_del(&page->lru);
1473         n->nr_partial--;
1474 }
1475
1476 /*
1477  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1478  * return the pointer to the freelist.
1479  *
1480  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1481  *
1482  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1483  */
1484 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1485                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1486                 int mode)
1487 {
1488         void *freelist;
1489         unsigned long counters;
1490         struct page new;
1491
1492         /*
1493          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1494          * The old freelist is the list of objects for the
1495          * per cpu allocation list.
1496          */
1497         freelist = page->freelist;
1498         counters = page->counters;
1499         new.counters = counters;
1500         if (mode) {
1501                 new.inuse = page->objects;
1502                 new.freelist = NULL;
1503         } else {
1504                 new.freelist = freelist;
1505         }
1506
1507         VM_BUG_ON(new.frozen);
1508         new.frozen = 1;
1509
1510         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1511                         freelist, counters,
1512                         new.freelist, new.counters,
1513                         "acquire_slab"))
1514                 return NULL;
1515
1516         remove_partial(n, page);
1517         WARN_ON(!freelist);
1518         return freelist;
1519 }
1520
1521 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1522
1523 /*
1524  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1525  */
1526 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1527                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1528 {
1529         struct page *page, *page2;
1530         void *object = NULL;
1531
1532         /*
1533          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1534          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1535          * partial slab and there is none available then get_partials()
1536          * will return NULL.
1537          */
1538         if (!n || !n->nr_partial)
1539                 return NULL;
1540
1541         spin_lock(&n->list_lock);
1542         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1543                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1544                 int available;
1545
1546                 if (!t)
1547                         break;
1548
1549                 if (!object) {
1550                         c->page = page;
1551                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1552                         object = t;
1553                         available =  page->objects - page->inuse;
1554                 } else {
1555                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1556                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1557                 }
1558                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1559                         break;
1560
1561         }
1562         spin_unlock(&n->list_lock);
1563         return object;
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1568  */
1569 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1570                 struct kmem_cache_cpu *c)
1571 {
1572 #ifdef CONFIG_NUMA
1573         struct zonelist *zonelist;
1574         struct zoneref *z;
1575         struct zone *zone;
1576         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1577         void *object;
1578         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1579
1580         /*
1581          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1582          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1583          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1584          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1585          *
1586          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1587          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1588          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1589          * from other nodes and filled up.
1590          *
1591          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1592          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1593          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1594          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1595          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1596          * with available objects.
1597          */
1598         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1599                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1600                 return NULL;
1601
1602         do {
1603                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1604                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1605                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1606                         struct kmem_cache_node *n;
1607
1608                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1609
1610                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1611                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1612                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1613                                 if (object) {
1614                                         /*
1615                                          * Return the object even if
1616                                          * put_mems_allowed indicated that
1617                                          * the cpuset mems_allowed was
1618                                          * updated in parallel. It's a
1619                                          * harmless race between the alloc
1620                                          * and the cpuset update.
1621                                          */
1622                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1623                                         return object;
1624                                 }
1625                         }
1626                 }
1627         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1628 #endif
1629         return NULL;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Get a partial page, lock it and return it.
1634  */
1635 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1636                 struct kmem_cache_cpu *c)
1637 {
1638         void *object;
1639         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1640
1641         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1642         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1643                 return object;
1644
1645         return get_any_partial(s, flags, c);
1646 }
1647
1648 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1649 /*
1650  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1651  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1652  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1653  */
1654 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1655 #else
1656 /*
1657  * No preemption supported therefore also no need to check for
1658  * different cpus.
1659  */
1660 #define TID_STEP 1
1661 #endif
1662
1663 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1664 {
1665         return tid + TID_STEP;
1666 }
1667
1668 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1669 {
1670         return tid % TID_STEP;
1671 }
1672
1673 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1674 {
1675         return tid / TID_STEP;
1676 }
1677
1678 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1679 {
1680         return cpu;
1681 }
1682
1683 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1684                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1685 {
1686 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1687         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1688
1689         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1690
1691 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1692         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1693                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1694                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1695         else
1696 #endif
1697         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1698                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1699                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1700         else
1701                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1702                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1703 #endif
1704         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1705 }
1706
1707 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1708 {
1709         int cpu;
1710
1711         for_each_possible_cpu(cpu)
1712                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Remove the cpu slab
1717  */
1718 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1719 {
1720         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1721         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1722         int lock = 0;
1723         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1724         void *nextfree;
1725         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1726         struct page new;
1727         struct page old;
1728
1729         if (page->freelist) {
1730                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1731                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1732         }
1733
1734         /*
1735          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1736          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1737          * last one.
1738          *
1739          * There is no need to take the list->lock because the page
1740          * is still frozen.
1741          */
1742         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1743                 void *prior;
1744                 unsigned long counters;
1745
1746                 do {
1747                         prior = page->freelist;
1748                         counters = page->counters;
1749                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1750                         new.counters = counters;
1751                         new.inuse--;
1752                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1753
1754                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1755                         prior, counters,
1756                         freelist, new.counters,
1757                         "drain percpu freelist"));
1758
1759                 freelist = nextfree;
1760         }
1761
1762         /*
1763          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1764          * list presence reflects the actual number of objects
1765          * during unfreeze.
1766          *
1767          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1768          * with the count. If there is a mismatch then the page
1769          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1770          *
1771          * Then we restart the process which may have to remove
1772          * the page from the list that we just put it on again
1773          * because the number of objects in the slab may have
1774          * changed.
1775          */
1776 redo:
1777
1778         old.freelist = page->freelist;
1779         old.counters = page->counters;
1780         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1781
1782         /* Determine target state of the slab */
1783         new.counters = old.counters;
1784         if (freelist) {
1785                 new.inuse--;
1786                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1787                 new.freelist = freelist;
1788         } else
1789                 new.freelist = old.freelist;
1790
1791         new.frozen = 0;
1792
1793         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1794                 m = M_FREE;
1795         else if (new.freelist) {
1796                 m = M_PARTIAL;
1797                 if (!lock) {
1798                         lock = 1;
1799                         /*
1800                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1801                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1802                          * is frozen
1803                          */
1804                         spin_lock(&n->list_lock);
1805                 }
1806         } else {
1807                 m = M_FULL;
1808                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1809                         lock = 1;
1810                         /*
1811                          * This also ensures that the scanning of full
1812                          * slabs from diagnostic functions will not see
1813                          * any frozen slabs.
1814                          */
1815                         spin_lock(&n->list_lock);
1816                 }
1817         }
1818
1819         if (l != m) {
1820
1821                 if (l == M_PARTIAL)
1822
1823                         remove_partial(n, page);
1824
1825                 else if (l == M_FULL)
1826
1827                         remove_full(s, page);
1828
1829                 if (m == M_PARTIAL) {
1830
1831                         add_partial(n, page, tail);
1832                         stat(s, tail);
1833
1834                 } else if (m == M_FULL) {
1835
1836                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1837                         add_full(s, n, page);
1838
1839                 }
1840         }
1841
1842         l = m;
1843         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1844                                 old.freelist, old.counters,
1845                                 new.freelist, new.counters,
1846                                 "unfreezing slab"))
1847                 goto redo;
1848
1849         if (lock)
1850                 spin_unlock(&n->list_lock);
1851
1852         if (m == M_FREE) {
1853                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1854                 discard_slab(s, page);
1855                 stat(s, FREE_SLAB);
1856         }
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1861  *
1862  * This function must be called with interrupt disabled.
1863  */
1864 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1865 {
1866         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1867         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1868         struct page *page, *discard_page = NULL;
1869
1870         while ((page = c->partial)) {
1871                 struct page new;
1872                 struct page old;
1873
1874                 c->partial = page->next;
1875
1876                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1877                 if (n != n2) {
1878                         if (n)
1879                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1880
1881                         n = n2;
1882                         spin_lock(&n->list_lock);
1883                 }
1884
1885                 do {
1886
1887                         old.freelist = page->freelist;
1888                         old.counters = page->counters;
1889                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1890
1891                         new.counters = old.counters;
1892                         new.freelist = old.freelist;
1893
1894                         new.frozen = 0;
1895
1896                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1897                                 old.freelist, old.counters,
1898                                 new.freelist, new.counters,
1899                                 "unfreezing slab"));
1900
1901                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1902                         page->next = discard_page;
1903                         discard_page = page;
1904                 } else {
1905                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1906                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1907                 }
1908         }
1909
1910         if (n)
1911                 spin_unlock(&n->list_lock);
1912
1913         while (discard_page) {
1914                 page = discard_page;
1915                 discard_page = discard_page->next;
1916
1917                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1918                 discard_slab(s, page);
1919                 stat(s, FREE_SLAB);
1920         }
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1925  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1926  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1927  * onto a random cpus partial slot.
1928  *
1929  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1930  * per node partial list.
1931  */
1932 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1933 {
1934         struct page *oldpage;
1935         int pages;
1936         int pobjects;
1937
1938         do {
1939                 pages = 0;
1940                 pobjects = 0;
1941                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1942
1943                 if (oldpage) {
1944                         pobjects = oldpage->pobjects;
1945                         pages = oldpage->pages;
1946                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1947                                 unsigned long flags;
1948                                 /*
1949                                  * partial array is full. Move the existing
1950                                  * set to the per node partial list.
1951                                  */
1952                                 local_irq_save(flags);
1953                                 unfreeze_partials(s);
1954                                 local_irq_restore(flags);
1955                                 pobjects = 0;
1956                                 pages = 0;
1957                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1958                         }
1959                 }
1960
1961                 pages++;
1962                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1963
1964                 page->pages = pages;
1965                 page->pobjects = pobjects;
1966                 page->next = oldpage;
1967
1968         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1969         return pobjects;
1970 }
1971
1972 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1973 {
1974         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1975         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1976
1977         c->tid = next_tid(c->tid);
1978         c->page = NULL;
1979         c->freelist = NULL;
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Flush cpu slab.
1984  *
1985  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1986  */
1987 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1988 {
1989         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1990
1991         if (likely(c)) {
1992                 if (c->page)
1993                         flush_slab(s, c);
1994
1995                 unfreeze_partials(s);
1996         }
1997 }
1998
1999 static void flush_cpu_slab(void *d)
2000 {
2001         struct kmem_cache *s = d;
2002
2003         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2004 }
2005
2006 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2007 {
2008         struct kmem_cache *s = info;
2009         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2010
2011         return c->page || c->partial;
2012 }
2013
2014 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2015 {
2016         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2021  * locality expectations.
2022  */
2023 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2024 {
2025 #ifdef CONFIG_NUMA
2026         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2027                 return 0;
2028 #endif
2029         return 1;
2030 }
2031
2032 static int count_free(struct page *page)
2033 {
2034         return page->objects - page->inuse;
2035 }
2036
2037 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2038                                         int (*get_count)(struct page *))
2039 {
2040         unsigned long flags;
2041         unsigned long x = 0;
2042         struct page *page;
2043
2044         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2045         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2046                 x += get_count(page);
2047         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2048         return x;
2049 }
2050
2051 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2052 {
2053 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2054         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2055 #else
2056         return 0;
2057 #endif
2058 }
2059
2060 static noinline void
2061 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2062 {
2063         int node;
2064
2065         printk(KERN_WARNING
2066                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2067                 nid, gfpflags);
2068         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2069                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2070                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2071
2072         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2073                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2074                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2075
2076         for_each_online_node(node) {
2077                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2078                 unsigned long nr_slabs;
2079                 unsigned long nr_objs;
2080                 unsigned long nr_free;
2081
2082                 if (!n)
2083                         continue;
2084
2085                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2086                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2087                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2088
2089                 printk(KERN_WARNING
2090                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2091                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2092         }
2093 }
2094
2095 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2096                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2097 {
2098         void *freelist;
2099         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2100         struct page *page;
2101
2102         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2103
2104         if (freelist)
2105                 return freelist;
2106
2107         page = new_slab(s, flags, node);
2108         if (page) {
2109                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2110                 if (c->page)
2111                         flush_slab(s, c);
2112
2113                 /*
2114                  * No other reference to the page yet so we can
2115                  * muck around with it freely without cmpxchg
2116                  */
2117                 freelist = page->freelist;
2118                 page->freelist = NULL;
2119
2120                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2121                 c->page = page;
2122                 *pc = c;
2123         } else
2124                 freelist = NULL;
2125
2126         return freelist;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2131  * or deactivate the page.
2132  *
2133  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2134  *
2135  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2136  *
2137  * This function must be called with interrupt disabled.
2138  */
2139 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2140 {
2141         struct page new;
2142         unsigned long counters;
2143         void *freelist;
2144
2145         do {
2146                 freelist = page->freelist;
2147                 counters = page->counters;
2148
2149                 new.counters = counters;
2150                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2151
2152                 new.inuse = page->objects;
2153                 new.frozen = freelist != NULL;
2154
2155         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2156                 freelist, counters,
2157                 NULL, new.counters,
2158                 "get_freelist"));
2159
2160         return freelist;
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2165  * debugging duties.
2166  *
2167  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2168  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2169  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2170  *
2171  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2172  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2173  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2174  *
2175  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2176  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2177  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2178  */
2179 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2180                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2181 {
2182         void *freelist;
2183         struct page *page;
2184         unsigned long flags;
2185
2186         local_irq_save(flags);
2187 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2188         /*
2189          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2190          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2191          * pointer.
2192          */
2193         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2194 #endif
2195
2196         page = c->page;
2197         if (!page)
2198                 goto new_slab;
2199 redo:
2200
2201         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2202                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2203                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2204                 c->page = NULL;
2205                 c->freelist = NULL;
2206                 goto new_slab;
2207         }
2208
2209         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2210         freelist = c->freelist;
2211         if (freelist)
2212                 goto load_freelist;
2213
2214         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2215
2216         freelist = get_freelist(s, page);
2217
2218         if (!freelist) {
2219                 c->page = NULL;
2220                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2221                 goto new_slab;
2222         }
2223
2224         stat(s, ALLOC_REFILL);
2225
2226 load_freelist:
2227         /*
2228          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2229          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2230          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2231          */
2232         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2233         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2234         c->tid = next_tid(c->tid);
2235         local_irq_restore(flags);
2236         return freelist;
2237
2238 new_slab:
2239
2240         if (c->partial) {
2241                 page = c->page = c->partial;
2242                 c->partial = page->next;
2243                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2244                 c->freelist = NULL;
2245                 goto redo;
2246         }
2247
2248         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2249
2250         if (unlikely(!freelist)) {
2251                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2252                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2253
2254                 local_irq_restore(flags);
2255                 return NULL;
2256         }
2257
2258         page = c->page;
2259         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2260                 goto load_freelist;
2261
2262         /* Only entered in the debug case */
2263         if (!alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2264                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2265
2266         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2267         c->page = NULL;
2268         c->freelist = NULL;
2269         local_irq_restore(flags);
2270         return freelist;
2271 }
2272
2273 /*
2274  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2275  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2276  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2277  *
2278  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2279  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2280  *
2281  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2282  */
2283 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2284                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2285 {
2286         void **object;
2287         struct kmem_cache_cpu *c;
2288         struct page *page;
2289         unsigned long tid;
2290
2291         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2292                 return NULL;
2293
2294 redo:
2295
2296         /*
2297          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2298          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2299          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2300          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2301          */
2302         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2303
2304         /*
2305          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2306          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2307          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2308          * linked list in between.
2309          */
2310         tid = c->tid;
2311         barrier();
2312
2313         object = c->freelist;
2314         page = c->page;
2315         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2316
2317                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2318
2319         else {
2320                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2321
2322                 /*
2323                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2324                  * operation and if we are on the right processor.
2325                  *
2326                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2327                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2328                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2329                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2330                  *
2331                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2332                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2333                  */
2334                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2335                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2336                                 object, tid,
2337                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2338
2339                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2340                         goto redo;
2341                 }
2342                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2343                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2344         }
2345
2346         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2347                 memset(object, 0, s->object_size);
2348
2349         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2350
2351         return object;
2352 }
2353
2354 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2355 {
2356         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2357
2358         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2359
2360         return ret;
2361 }
2362 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2363
2364 #ifdef CONFIG_TRACING
2365 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2366 {
2367         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2368         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2369         return ret;
2370 }
2371 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2372
2373 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2374 {
2375         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2376         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2377         return ret;
2378 }
2379 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2380 #endif
2381
2382 #ifdef CONFIG_NUMA
2383 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2384 {
2385         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2386
2387         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2388                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2389
2390         return ret;
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2393
2394 #ifdef CONFIG_TRACING
2395 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2396                                     gfp_t gfpflags,
2397                                     int node, size_t size)
2398 {
2399         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2400
2401         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2402                            size, s->size, gfpflags, node);
2403         return ret;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2406 #endif
2407 #endif
2408
2409 /*
2410  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2411  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2412  *
2413  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2414  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2415  * handling required then we can return immediately.
2416  */
2417 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2418                         void *x, unsigned long addr)
2419 {
2420         void *prior;
2421         void **object = (void *)x;
2422         int was_frozen;
2423         int inuse;
2424         struct page new;
2425         unsigned long counters;
2426         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2427         unsigned long uninitialized_var(flags);
2428
2429         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2430
2431         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2432                 return;
2433
2434         do {
2435                 prior = page->freelist;
2436                 counters = page->counters;
2437                 set_freepointer(s, object, prior);
2438                 new.counters = counters;
2439                 was_frozen = new.frozen;
2440                 new.inuse--;
2441                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2442
2443                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2444
2445                                 /*
2446                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2447                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2448                                  */
2449                                 new.frozen = 1;
2450
2451                         else { /* Needs to be taken off a list */
2452
2453                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2454                                 /*
2455                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2456                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2457                                  * drop the list_lock without any processing.
2458                                  *
2459                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2460                                  * other processors updating the list of slabs.
2461                                  */
2462                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2463
2464                         }
2465                 }
2466                 inuse = new.inuse;
2467
2468         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2469                 prior, counters,
2470                 object, new.counters,
2471                 "__slab_free"));
2472
2473         if (likely(!n)) {
2474
2475                 /*
2476                  * If we just froze the page then put it onto the
2477                  * per cpu partial list.
2478                  */
2479                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2480                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2481                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2482                 }
2483                 /*
2484                  * The list lock was not taken therefore no list
2485                  * activity can be necessary.
2486                  */
2487                 if (was_frozen)
2488                         stat(s, FREE_FROZEN);
2489                 return;
2490         }
2491
2492         /*
2493          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2494          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2495          */
2496         if (was_frozen)
2497                 stat(s, FREE_FROZEN);
2498         else {
2499                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2500                         goto slab_empty;
2501
2502                 /*
2503                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2504                  * then add it.
2505                  */
2506                 if (unlikely(!prior)) {
2507                         remove_full(s, page);
2508                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2509                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2510                 }
2511         }
2512         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2513         return;
2514
2515 slab_empty:
2516         if (prior) {
2517                 /*
2518                  * Slab on the partial list.
2519                  */
2520                 remove_partial(n, page);
2521                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2522         } else
2523                 /* Slab must be on the full list */
2524                 remove_full(s, page);
2525
2526         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2527         stat(s, FREE_SLAB);
2528         discard_slab(s, page);
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2533  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2534  *
2535  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2536  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2537  * the item before.
2538  *
2539  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2540  * with all sorts of special processing.
2541  */
2542 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2543                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2544 {
2545         void **object = (void *)x;
2546         struct kmem_cache_cpu *c;
2547         unsigned long tid;
2548
2549         slab_free_hook(s, x);
2550
2551 redo:
2552         /*
2553          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2554          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2555          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2556          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2557          */
2558         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2559
2560         tid = c->tid;
2561         barrier();
2562
2563         if (likely(page == c->page)) {
2564                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2565
2566                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2567                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2568                                 c->freelist, tid,
2569                                 object, next_tid(tid)))) {
2570
2571                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2572                         goto redo;
2573                 }
2574                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2575         } else
2576                 __slab_free(s, page, x, addr);
2577
2578 }
2579
2580 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2581 {
2582         struct page *page;
2583
2584         page = virt_to_head_page(x);
2585
2586         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2587
2588         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2589 }
2590 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2591
2592 /*
2593  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2594  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2595  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2596  * another.
2597  *
2598  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2599  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2600  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2601  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2602  * locking overhead.
2603  */
2604
2605 /*
2606  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2607  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2608  * and increases the number of allocations possible without having to
2609  * take the list_lock.
2610  */
2611 static int slub_min_order;
2612 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2613 static int slub_min_objects;
2614
2615 /*
2616  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2617  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2618  */
2619 static int slub_nomerge;
2620
2621 /*
2622  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2623  *
2624  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2625  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2626  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2627  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2628  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2629  * would be wasted.
2630  *
2631  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2632  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2633  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2634  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2635  *
2636  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2637  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2638  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2639  * of space in favor of a small page order.
2640  *
2641  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2642  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2643  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2644  * the smallest order which will fit the object.
2645  */
2646 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2647                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2648 {
2649         int order;
2650         int rem;
2651         int min_order = slub_min_order;
2652
2653         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2654                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2655
2656         for (order = max(min_order,
2657                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2658                         order <= max_order; order++) {
2659
2660                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2661
2662                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2663                         continue;
2664
2665                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2666
2667                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2668                         break;
2669
2670         }
2671
2672         return order;
2673 }
2674
2675 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2676 {
2677         int order;
2678         int min_objects;
2679         int fraction;
2680         int max_objects;
2681
2682         /*
2683          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2684          * works by first attempting to generate a layout with
2685          * the best configuration and backing off gradually.
2686          *
2687          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2688          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2689          */
2690         min_objects = slub_min_objects;
2691         if (!min_objects)
2692                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2693         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2694         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2695
2696         while (min_objects > 1) {
2697                 fraction = 16;
2698                 while (fraction >= 4) {
2699                         order = slab_order(size, min_objects,
2700                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2701                         if (order <= slub_max_order)
2702                                 return order;
2703                         fraction /= 2;
2704                 }
2705                 min_objects--;
2706         }
2707
2708         /*
2709          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2710          * lets see if we can place a single object there.
2711          */
2712         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2713         if (order <= slub_max_order)
2714                 return order;
2715
2716         /*
2717          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2718          */
2719         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2720         if (order < MAX_ORDER)
2721                 return order;
2722         return -ENOSYS;
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2727  */
2728 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2729                 unsigned long align, unsigned long size)
2730 {
2731         /*
2732          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2733          * suggestion if the object is sufficiently large.
2734          *
2735          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2736          * alignment though. If that is greater then use it.
2737          */
2738         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2739                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2740                 while (size <= ralign / 2)
2741                         ralign /= 2;
2742                 align = max(align, ralign);
2743         }
2744
2745         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2746                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2747
2748         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2749 }
2750
2751 static void
2752 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2753 {
2754         n->nr_partial = 0;
2755         spin_lock_init(&n->list_lock);
2756         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2757 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2758         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2759         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2760         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2761 #endif
2762 }
2763
2764 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2765 {
2766         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2767                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2768
2769         /*
2770          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2771          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2772          */
2773         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2774                                      2 * sizeof(void *));
2775
2776         if (!s->cpu_slab)
2777                 return 0;
2778
2779         init_kmem_cache_cpus(s);
2780
2781         return 1;
2782 }
2783
2784 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2785
2786 /*
2787  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2788  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2789  * possible.
2790  *
2791  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2792  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2793  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2794  */
2795 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2796 {
2797         struct page *page;
2798         struct kmem_cache_node *n;
2799
2800         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2801
2802         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2803
2804         BUG_ON(!page);
2805         if (page_to_nid(page) != node) {
2806                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2807                                 "node %d\n", node);
2808                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2809                                 "in order to be able to continue\n");
2810         }
2811
2812         n = page->freelist;
2813         BUG_ON(!n);
2814         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2815         page->inuse = 1;
2816         page->frozen = 0;
2817         kmem_cache_node->node[node] = n;
2818 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2819         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2820         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2821 #endif
2822         init_kmem_cache_node(n);
2823         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2824
2825         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2826 }
2827
2828 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2829 {
2830         int node;
2831
2832         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2833                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2834
2835                 if (n)
2836                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2837
2838                 s->node[node] = NULL;
2839         }
2840 }
2841
2842 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2843 {
2844         int node;
2845
2846         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2847                 struct kmem_cache_node *n;
2848
2849                 if (slab_state == DOWN) {
2850                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2851                         continue;
2852                 }
2853                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2854                                                 GFP_KERNEL, node);
2855
2856                 if (!n) {
2857                         free_kmem_cache_nodes(s);
2858                         return 0;
2859                 }
2860
2861                 s->node[node] = n;
2862                 init_kmem_cache_node(n);
2863         }
2864         return 1;
2865 }
2866
2867 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2868 {
2869         if (min < MIN_PARTIAL)
2870                 min = MIN_PARTIAL;
2871         else if (min > MAX_PARTIAL)
2872                 min = MAX_PARTIAL;
2873         s->min_partial = min;
2874 }
2875
2876 /*
2877  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2878  * a slab object.
2879  */
2880 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2881 {
2882         unsigned long flags = s->flags;
2883         unsigned long size = s->object_size;
2884         unsigned long align = s->align;
2885         int order;
2886
2887         /*
2888          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2889          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2890          * the possible location of the free pointer.
2891          */
2892         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2893
2894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2895         /*
2896          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2897          * the slab may touch the object after free or before allocation
2898          * then we should never poison the object itself.
2899          */
2900         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2901                         !s->ctor)
2902                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2903         else
2904                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2905
2906
2907         /*
2908          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2909          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2910          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2911          */
2912         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2913                 size += sizeof(void *);
2914 #endif
2915
2916         /*
2917          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2918          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2919          */
2920         s->inuse = size;
2921
2922         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2923                 s->ctor)) {
2924                 /*
2925                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2926                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2927                  * kmem_cache_free.
2928                  *
2929                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2930                  * destructor or are poisoning the objects.
2931                  */
2932                 s->offset = size;
2933                 size += sizeof(void *);
2934         }
2935
2936 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2937         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2938                 /*
2939                  * Need to store information about allocs and frees after
2940                  * the object.
2941                  */
2942                 size += 2 * sizeof(struct track);
2943
2944         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2945                 /*
2946                  * Add some empty padding so that we can catch
2947                  * overwrites from earlier objects rather than let
2948                  * tracking information or the free pointer be
2949                  * corrupted if a user writes before the start
2950                  * of the object.
2951                  */
2952                 size += sizeof(void *);
2953 #endif
2954
2955         /*
2956          * Determine the alignment based on various parameters that the
2957          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2958          * on bootup.
2959          */
2960         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2961         s->align = align;
2962
2963         /*
2964          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2965          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2966          * each object to conform to the alignment.
2967          */
2968         size = ALIGN(size, align);
2969         s->size = size;
2970         if (forced_order >= 0)
2971                 order = forced_order;
2972         else
2973                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2974
2975         if (order < 0)
2976                 return 0;
2977
2978         s->allocflags = 0;
2979         if (order)
2980                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2981
2982         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2983                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2984
2985         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2986                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2987
2988         /*
2989          * Determine the number of objects per slab
2990          */
2991         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2992         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2993         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2994                 s->max = s->oo;
2995
2996         return !!oo_objects(s->oo);
2997
2998 }
2999
3000 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3001                 const char *name, size_t size,
3002                 size_t align, unsigned long flags,
3003                 void (*ctor)(void *))
3004 {
3005         memset(s, 0, kmem_size);
3006         s->name = name;
3007         s->ctor = ctor;
3008         s->object_size = size;
3009         s->align = align;
3010         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3011         s->reserved = 0;
3012
3013         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3014                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3015
3016         if (!calculate_sizes(s, -1))
3017                 goto error;
3018         if (disable_higher_order_debug) {
3019                 /*
3020                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3021                  * order increased.
3022                  */
3023                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3024                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3025                         s->offset = 0;
3026                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3027                                 goto error;
3028                 }
3029         }
3030
3031 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3032     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3033         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3034                 /* Enable fast mode */
3035                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3036 #endif
3037
3038         /*
3039          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3040          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3041          */
3042         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3043
3044         /*
3045          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3046          * per cpu partial lists of a processor.
3047          *
3048          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3049          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3050          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3051          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3052          *
3053          * This setting also determines
3054          *
3055          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3056          *    per node list when we reach the limit.
3057          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3058          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3059          *    to keep some capacity around for frees.
3060          */
3061         if (kmem_cache_debug(s))
3062                 s->cpu_partial = 0;
3063         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3064                 s->cpu_partial = 2;
3065         else if (s->size >= 1024)
3066                 s->cpu_partial = 6;
3067         else if (s->size >= 256)
3068                 s->cpu_partial = 13;
3069         else
3070                 s->cpu_partial = 30;
3071
3072         s->refcount = 1;
3073 #ifdef CONFIG_NUMA
3074         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3075 #endif
3076         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3077                 goto error;
3078
3079         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3080                 return 1;
3081
3082         free_kmem_cache_nodes(s);
3083 error:
3084         if (flags & SLAB_PANIC)
3085                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3086                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3087                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3088                         s->offset, flags);
3089         return 0;
3090 }
3091
3092 /*
3093  * Determine the size of a slab object
3094  */
3095 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3096 {
3097         return s->object_size;
3098 }
3099 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3100
3101 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3102                                                         const char *text)
3103 {
3104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3105         void *addr = page_address(page);
3106         void *p;
3107         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3108                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3109         if (!map)
3110                 return;
3111         slab_err(s, page, "%s", text);
3112         slab_lock(page);
3113
3114         get_map(s, page, map);
3115         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3116
3117                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3118                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3119                                                         p, p - addr);
3120                         print_tracking(s, p);
3121                 }
3122         }
3123         slab_unlock(page);
3124         kfree(map);
3125 #endif
3126 }
3127
3128 /*
3129  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3130  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3131  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3132  */
3133 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3134 {
3135         struct page *page, *h;
3136
3137         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3138                 if (!page->inuse) {
3139                         remove_partial(n, page);
3140                         discard_slab(s, page);
3141                 } else {
3142                         list_slab_objects(s, page,
3143                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3144                 }
3145         }
3146 }
3147
3148 /*
3149  * Release all resources used by a slab cache.
3150  */
3151 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3152 {
3153         int node;
3154
3155         flush_all(s);
3156         free_percpu(s->cpu_slab);
3157         /* Attempt to free all objects */
3158         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3159                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3160
3161                 free_partial(s, n);
3162                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3163                         return 1;
3164         }
3165         free_kmem_cache_nodes(s);
3166         return 0;
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3171  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3172  */
3173 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3174 {
3175         mutex_lock(&slab_mutex);
3176         s->refcount--;
3177         if (!s->refcount) {
3178                 list_del(&s->list);
3179                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3180                 if (kmem_cache_close(s)) {
3181                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3182                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3183                         dump_stack();
3184                 }
3185                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3186                         rcu_barrier();
3187                 sysfs_slab_remove(s);
3188         } else
3189                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3190 }
3191 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3192
3193 /********************************************************************
3194  *              Kmalloc subsystem
3195  *******************************************************************/
3196
3197 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3198 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3199
3200 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3201
3202 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3203 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3204 #endif
3205
3206 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3207 {
3208         get_option(&str, &slub_min_order);
3209
3210         return 1;
3211 }
3212
3213 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3214
3215 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3216 {
3217         get_option(&str, &slub_max_order);
3218         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3219
3220         return 1;
3221 }
3222
3223 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3224
3225 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3226 {
3227         get_option(&str, &slub_min_objects);
3228
3229         return 1;
3230 }
3231
3232 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3233
3234 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3235 {
3236         slub_nomerge = 1;
3237         return 1;
3238 }
3239
3240 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3241
3242 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3243                                                 int size, unsigned int flags)
3244 {
3245         struct kmem_cache *s;
3246
3247         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3248
3249         /*
3250          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3251          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3252          */
3253         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3254                                                                 flags, NULL))
3255                 goto panic;
3256
3257         list_add(&s->list, &slab_caches);
3258         return s;
3259
3260 panic:
3261         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3262         return NULL;
3263 }
3264
3265 /*
3266  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3267  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3268  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3269  * fls.
3270  */
3271 static s8 size_index[24] = {
3272         3,      /* 8 */
3273         4,      /* 16 */
3274         5,      /* 24 */
3275         5,      /* 32 */
3276         6,      /* 40 */
3277         6,      /* 48 */
3278         6,      /* 56 */
3279         6,      /* 64 */
3280         1,      /* 72 */
3281         1,      /* 80 */
3282         1,      /* 88 */
3283         1,      /* 96 */
3284         7,      /* 104 */
3285         7,      /* 112 */
3286         7,      /* 120 */
3287         7,      /* 128 */
3288         2,      /* 136 */
3289         2,      /* 144 */
3290         2,      /* 152 */
3291         2,      /* 160 */
3292         2,      /* 168 */
3293         2,      /* 176 */
3294         2,      /* 184 */
3295         2       /* 192 */
3296 };
3297
3298 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3299 {
3300         return (bytes - 1) / 8;
3301 }
3302
3303 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3304 {
3305         int index;
3306
3307         if (size <= 192) {
3308                 if (!size)
3309                         return ZERO_SIZE_PTR;
3310
3311                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3312         } else
3313                 index = fls(size - 1);
3314
3315 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3316         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3317                 return kmalloc_dma_caches[index];
3318
3319 #endif
3320         return kmalloc_caches[index];
3321 }
3322
3323 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3324 {
3325         struct kmem_cache *s;
3326         void *ret;
3327
3328         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3329                 return kmalloc_large(size, flags);
3330
3331         s = get_slab(size, flags);
3332
3333         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3334                 return s;
3335
3336         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3337
3338         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3339
3340         return ret;
3341 }
3342 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3343
3344 #ifdef CONFIG_NUMA
3345 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3346 {
3347         struct page *page;
3348         void *ptr = NULL;
3349
3350         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3351         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3352         if (page)
3353                 ptr = page_address(page);
3354
3355         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3356         return ptr;
3357 }
3358
3359 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3360 {
3361         struct kmem_cache *s;
3362         void *ret;
3363
3364         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3365                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3366
3367                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3368                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3369                                    flags, node);
3370
3371                 return ret;
3372         }
3373
3374         s = get_slab(size, flags);
3375
3376         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3377                 return s;
3378
3379         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3380
3381         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3382
3383         return ret;
3384 }
3385 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3386 #endif
3387
3388 size_t ksize(const void *object)
3389 {
3390         struct page *page;
3391
3392         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3393                 return 0;
3394
3395         page = virt_to_head_page(object);
3396
3397         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3398                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3399                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3400         }
3401
3402         return slab_ksize(page->slab);
3403 }
3404 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3405
3406 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3407 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3408 {
3409         struct page *page;
3410         void *object = (void *)x;
3411         unsigned long flags;
3412         bool rv;
3413
3414         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3415                 return false;
3416
3417         local_irq_save(flags);
3418
3419         page = virt_to_head_page(x);
3420         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3421                 /* maybe it was from stack? */
3422                 rv = true;
3423                 goto out_unlock;
3424         }
3425
3426         slab_lock(page);
3427         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3428                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3429                 rv = false;
3430         } else {
3431                 rv = true;
3432         }
3433         slab_unlock(page);
3434
3435 out_unlock:
3436         local_irq_restore(flags);
3437         return rv;
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3440 #endif
3441
3442 void kfree(const void *x)
3443 {
3444         struct page *page;
3445         void *object = (void *)x;
3446
3447         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3448
3449         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3450                 return;
3451
3452         page = virt_to_head_page(x);
3453         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3454                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3455                 kmemleak_free(x);
3456                 put_page(page);
3457                 return;
3458         }
3459         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3460 }
3461 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3462
3463 /*
3464  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3465  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3466  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3467  * and thus they can be removed from the partial lists.
3468  *
3469  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3470  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3471  * are freed in them.
3472  */
3473 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3474 {
3475         int node;
3476         int i;
3477         struct kmem_cache_node *n;
3478         struct page *page;
3479         struct page *t;
3480         int objects = oo_objects(s->max);
3481         struct list_head *slabs_by_inuse =
3482                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3483         unsigned long flags;
3484
3485         if (!slabs_by_inuse)
3486                 return -ENOMEM;
3487
3488         flush_all(s);
3489         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3490                 n = get_node(s, node);
3491
3492                 if (!n->nr_partial)
3493                         continue;
3494
3495                 for (i = 0; i < objects; i++)
3496                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3497
3498                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3499
3500                 /*
3501                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3502                  *
3503                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3504                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3505                  */
3506                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3507                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3508                         if (!page->inuse)
3509                                 n->nr_partial--;
3510                 }
3511
3512                 /*
3513                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3514                  * first and the least used slabs at the end.
3515                  */
3516                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3517                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3518
3519                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3520
3521                 /* Release empty slabs */
3522                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3523                         discard_slab(s, page);
3524         }
3525
3526         kfree(slabs_by_inuse);
3527         return 0;
3528 }
3529 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3530
3531 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3532 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3533 {
3534         struct kmem_cache *s;
3535
3536         mutex_lock(&slab_mutex);
3537         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3538                 kmem_cache_shrink(s);
3539         mutex_unlock(&slab_mutex);
3540
3541         return 0;
3542 }
3543
3544 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3545 {
3546         struct kmem_cache_node *n;
3547         struct kmem_cache *s;
3548         struct memory_notify *marg = arg;
3549         int offline_node;
3550
3551         offline_node = marg->status_change_nid;
3552
3553         /*
3554          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3555          * for it yet.
3556          */
3557         if (offline_node < 0)
3558                 return;
3559
3560         mutex_lock(&slab_mutex);
3561         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3562                 n = get_node(s, offline_node);
3563                 if (n) {
3564                         /*
3565                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3566                          * that is going down. We were unable to free them,
3567                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3568                          * callback. So, we must fail.
3569                          */
3570                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3571
3572                         s->node[offline_node] = NULL;
3573                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3574                 }
3575         }
3576         mutex_unlock(&slab_mutex);
3577 }
3578
3579 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3580 {
3581         struct kmem_cache_node *n;
3582         struct kmem_cache *s;
3583         struct memory_notify *marg = arg;
3584         int nid = marg->status_change_nid;
3585         int ret = 0;
3586
3587         /*
3588          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3589          * already created. Nothing to do.
3590          */
3591         if (nid < 0)
3592                 return 0;
3593
3594         /*
3595          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3596          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3597          * online.
3598          */
3599         mutex_lock(&slab_mutex);
3600         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3601                 /*
3602                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3603                  *      since memory is not yet available from the node that
3604                  *      is brought up.
3605                  */
3606                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3607                 if (!n) {
3608                         ret = -ENOMEM;
3609                         goto out;
3610                 }
3611                 init_kmem_cache_node(n);
3612                 s->node[nid] = n;
3613         }
3614 out:
3615         mutex_unlock(&slab_mutex);
3616         return ret;
3617 }
3618
3619 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3620                                 unsigned long action, void *arg)
3621 {
3622         int ret = 0;
3623
3624         switch (action) {
3625         case MEM_GOING_ONLINE:
3626                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3627                 break;
3628         case MEM_GOING_OFFLINE:
3629                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3630                 break;
3631         case MEM_OFFLINE:
3632         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3633                 slab_mem_offline_callback(arg);
3634                 break;
3635         case MEM_ONLINE:
3636         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3637                 break;
3638         }
3639         if (ret)
3640                 ret = notifier_from_errno(ret);
3641         else
3642                 ret = NOTIFY_OK;
3643         return ret;
3644 }
3645
3646 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3647
3648 /********************************************************************
3649  *                      Basic setup of slabs
3650  *******************************************************************/
3651
3652 /*
3653  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3654  * the page allocator
3655  */
3656
3657 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3658 {
3659         int node;
3660
3661         list_add(&s->list, &slab_caches);
3662         s->refcount = -1;
3663
3664         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3665                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3666                 struct page *p;
3667
3668                 if (n) {
3669                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3670                                 p->slab = s;
3671
3672 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3673                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3674                                 p->slab = s;
3675 #endif
3676                 }
3677         }
3678 }
3679
3680 void __init kmem_cache_init(void)
3681 {
3682         int i;
3683         int caches = 0;
3684         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3685         int order;
3686         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3687         unsigned long kmalloc_size;
3688
3689         if (debug_guardpage_minorder())
3690                 slub_max_order = 0;
3691
3692         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3693                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3694
3695         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3696         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3697         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3698         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3699
3700         /*
3701          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3702          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3703          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3704          */
3705         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3706
3707         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3708                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3709                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3710
3711         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3712
3713         /* Able to allocate the per node structures */
3714         slab_state = PARTIAL;
3715
3716         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3717         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3718                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3719         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3720         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3721
3722         /*
3723          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3724          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3725          * update any list pointers.
3726          */
3727         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3728
3729         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3730         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3731
3732         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3733
3734         caches++;
3735         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3736         caches++;
3737         /* Free temporary boot structure */
3738         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3739
3740         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3741
3742         /*
3743          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3744          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3745          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3746          *
3747          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3748          * handle the index determination for the smaller caches.
3749          *
3750          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3751          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3752          */
3753         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3754                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3755
3756         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3757                 int elem = size_index_elem(i);
3758                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3759                         break;
3760                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3761         }
3762
3763         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3764                 /*
3765                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3766                  * is 64 byte.
3767                  */
3768                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3769                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3770         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3771                 /*
3772                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3773                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3774                  * instead.
3775                  */
3776                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3777                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3778         }
3779
3780         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3781         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3782                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3783                 caches++;
3784         }
3785
3786         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3787                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3788                 caches++;
3789         }
3790
3791         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3792                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3793                 caches++;
3794         }
3795
3796         slab_state = UP;
3797
3798         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3799         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3800                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3801                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3802         }
3803
3804         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3805                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3806                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3807         }
3808
3809         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3810                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3811
3812                 BUG_ON(!s);
3813                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3814         }
3815
3816 #ifdef CONFIG_SMP
3817         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3818 #endif
3819
3820 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3821         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3822                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3823
3824                 if (s && s->size) {
3825                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3826                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3827
3828                         BUG_ON(!name);
3829                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3830                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3831                 }
3832         }
3833 #endif
3834         printk(KERN_INFO
3835                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3836                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3837                 caches, cache_line_size(),
3838                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3839                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3840 }
3841
3842 void __init kmem_cache_init_late(void)
3843 {
3844 }
3845
3846 /*
3847  * Find a mergeable slab cache
3848  */
3849 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3850 {
3851         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3852                 return 1;
3853
3854         if (s->ctor)
3855                 return 1;
3856
3857         /*
3858          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3859          */
3860         if (s->refcount < 0)
3861                 return 1;
3862
3863         return 0;
3864 }
3865
3866 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3867                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3868                 void (*ctor)(void *))
3869 {
3870         struct kmem_cache *s;
3871
3872         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3873                 return NULL;
3874
3875         if (ctor)
3876                 return NULL;
3877
3878         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3879         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3880         size = ALIGN(size, align);
3881         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3882
3883         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3884                 if (slab_unmergeable(s))
3885                         continue;
3886
3887                 if (size > s->size)
3888                         continue;
3889
3890                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3891                                 continue;
3892                 /*
3893                  * Check if alignment is compatible.
3894                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3895                  */
3896                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3897                         continue;
3898
3899                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3900                         continue;
3901
3902                 return s;
3903         }
3904         return NULL;
3905 }
3906
3907 struct kmem_cache *__kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3908                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3909 {
3910         struct kmem_cache *s;
3911         char *n;
3912
3913         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3914         if (s) {
3915                 s->refcount++;
3916                 /*
3917                  * Adjust the object sizes so that we clear
3918                  * the complete object on kzalloc.
3919                  */
3920                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3921                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3922
3923                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3924                         s->refcount--;
3925                         return NULL;
3926                 }
3927                 return s;
3928         }
3929
3930         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3931         if (!n)
3932                 return NULL;
3933
3934         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3935         if (s) {
3936                 if (kmem_cache_open(s, n,
3937                                 size, align, flags, ctor)) {
3938                         int r;
3939
3940                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3941                         mutex_unlock(&slab_mutex);
3942                         r = sysfs_slab_add(s);
3943                         mutex_lock(&slab_mutex);
3944
3945                         if (!r)
3946                                 return s;
3947
3948                         list_del(&s->list);
3949                         kmem_cache_close(s);
3950                 }
3951                 kfree(s);
3952         }
3953         kfree(n);
3954         return NULL;
3955 }
3956
3957 #ifdef CONFIG_SMP
3958 /*
3959  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3960  * necessary.
3961  */
3962 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3963                 unsigned long action, void *hcpu)
3964 {
3965         long cpu = (long)hcpu;
3966         struct kmem_cache *s;
3967         unsigned long flags;
3968
3969         switch (action) {
3970         case CPU_UP_CANCELED:
3971         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3972         case CPU_DEAD:
3973         case CPU_DEAD_FROZEN:
3974                 mutex_lock(&slab_mutex);
3975                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3976                         local_irq_save(flags);
3977                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3978                         local_irq_restore(flags);
3979                 }
3980                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3981                 break;
3982         default:
3983                 break;
3984         }
3985         return NOTIFY_OK;
3986 }
3987
3988 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3989         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3990 };
3991
3992 #endif
3993
3994 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3995 {
3996         struct kmem_cache *s;
3997         void *ret;
3998
3999         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4000                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4001
4002         s = get_slab(size, gfpflags);
4003
4004         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4005                 return s;
4006
4007         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4008
4009         /* Honor the call site pointer we received. */
4010         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4011
4012         return ret;
4013 }
4014
4015 #ifdef CONFIG_NUMA
4016 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4017                                         int node, unsigned long caller)
4018 {
4019         struct kmem_cache *s;
4020         void *ret;
4021
4022         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4023                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4024
4025                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4026                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4027                                    gfpflags, node);
4028
4029                 return ret;
4030         }
4031
4032         s = get_slab(size, gfpflags);
4033
4034         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4035                 return s;
4036
4037         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4038
4039         /* Honor the call site pointer we received. */
4040         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4041
4042         return ret;
4043 }
4044 #endif
4045
4046 #ifdef CONFIG_SYSFS
4047 static int count_inuse(struct page *page)
4048 {
4049         return page->inuse;
4050 }
4051
4052 static int count_total(struct page *page)
4053 {
4054         return page->objects;
4055 }
4056 #endif
4057
4058 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4059 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4060                                                 unsigned long *map)
4061 {
4062         void *p;
4063         void *addr = page_address(page);
4064
4065         if (!check_slab(s, page) ||
4066                         !on_freelist(s, page, NULL))
4067                 return 0;
4068
4069         /* Now we know that a valid freelist exists */
4070         bitmap_zero(map, page->objects);
4071
4072         get_map(s, page, map);
4073         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4074                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4075                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4076                                 return 0;
4077         }
4078
4079         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4080                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4081                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4082                                 return 0;
4083         return 1;
4084 }
4085
4086 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4087                                                 unsigned long *map)
4088 {
4089         slab_lock(page);
4090         validate_slab(s, page, map);
4091         slab_unlock(page);
4092 }
4093
4094 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4095                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4096 {
4097         unsigned long count = 0;
4098         struct page *page;
4099         unsigned long flags;
4100
4101         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4102
4103         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4104                 validate_slab_slab(s, page, map);
4105                 count++;
4106         }
4107         if (count != n->nr_partial)
4108                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4109                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4110
4111         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4112                 goto out;
4113
4114         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4115                 validate_slab_slab(s, page, map);
4116                 count++;
4117         }
4118         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4119                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4120                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4121                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4122
4123 out:
4124         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4125         return count;
4126 }
4127
4128 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4129 {
4130         int node;
4131         unsigned long count = 0;
4132         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4133                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4134
4135         if (!map)
4136                 return -ENOMEM;
4137
4138         flush_all(s);
4139         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4140                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4141
4142                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4143         }
4144         kfree(map);
4145         return count;
4146 }
4147 /*
4148  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4149  * and freed.
4150  */
4151
4152 struct location {
4153         unsigned long count;
4154         unsigned long addr;
4155         long long sum_time;
4156         long min_time;
4157         long max_time;
4158         long min_pid;
4159         long max_pid;
4160         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4161         nodemask_t nodes;
4162 };
4163
4164 struct loc_track {
4165         unsigned long max;
4166         unsigned long count;
4167         struct location *loc;
4168 };
4169
4170 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4171 {
4172         if (t->max)
4173                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4174                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4175 }
4176
4177 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4178 {
4179         struct location *l;
4180         int order;
4181
4182         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4183
4184         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4185         if (!l)
4186                 return 0;
4187
4188         if (t->count) {
4189                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4190                 free_loc_track(t);
4191         }
4192         t->max = max;
4193         t->loc = l;
4194         return 1;
4195 }
4196
4197 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4198                                 const struct track *track)
4199 {
4200         long start, end, pos;
4201         struct location *l;
4202         unsigned long caddr;
4203         unsigned long age = jiffies - track->when;
4204
4205         start = -1;
4206         end = t->count;
4207
4208         for ( ; ; ) {
4209                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4210
4211                 /*
4212                  * There is nothing at "end". If we end up there
4213                  * we need to add something to before end.
4214                  */
4215                 if (pos == end)
4216                         break;
4217
4218                 caddr = t->loc[pos].addr;
4219                 if (track->addr == caddr) {
4220
4221                         l = &t->loc[pos];
4222                         l->count++;
4223                         if (track->when) {
4224                                 l->sum_time += age;
4225                                 if (age < l->min_time)
4226                                         l->min_time = age;
4227                                 if (age > l->max_time)
4228                                         l->max_time = age;
4229
4230                                 if (track->pid < l->min_pid)
4231                                         l->min_pid = track->pid;
4232                                 if (track->pid > l->max_pid)
4233                                         l->max_pid = track->pid;
4234
4235                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4236                                                 to_cpumask(l->cpus));
4237                         }
4238                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4239                         return 1;
4240                 }
4241
4242                 if (track->addr < caddr)
4243                         end = pos;
4244                 else
4245                         start = pos;
4246         }
4247
4248         /*
4249          * Not found. Insert new tracking element.
4250          */
4251         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4252                 return 0;
4253
4254         l = t->loc + pos;
4255         if (pos < t->count)
4256                 memmove(l + 1, l,
4257                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4258         t->count++;
4259         l->count = 1;
4260         l->addr = track->addr;
4261         l->sum_time = age;
4262         l->min_time = age;
4263         l->max_time = age;
4264         l->min_pid = track->pid;
4265         l->max_pid = track->pid;
4266         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4267         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4268         nodes_clear(l->nodes);
4269         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4270         return 1;
4271 }
4272
4273 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4274                 struct page *page, enum track_item alloc,
4275                 unsigned long *map)
4276 {
4277         void *addr = page_address(page);
4278         void *p;
4279
4280         bitmap_zero(map, page->objects);
4281         get_map(s, page, map);
4282
4283         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4284                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4285                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4286 }
4287
4288 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4289                                         enum track_item alloc)
4290 {
4291         int len = 0;
4292         unsigned long i;
4293         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4294         int node;
4295         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4296                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4297
4298         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4299                                      GFP_TEMPORARY)) {
4300                 kfree(map);
4301                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4302         }
4303         /* Push back cpu slabs */
4304         flush_all(s);
4305
4306         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4307                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4308                 unsigned long flags;
4309                 struct page *page;
4310
4311                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4312                         continue;
4313
4314                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4315                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4316                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4317                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4318                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4319                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4320         }
4321
4322         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4323                 struct location *l = &t.loc[i];
4324
4325                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4326                         break;
4327                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4328
4329                 if (l->addr)
4330                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4331                 else
4332                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4333
4334                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4335                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4336                                 l->min_time,
4337                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4338                                 l->max_time);
4339                 } else
4340                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4341                                 l->min_time);
4342
4343                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4344                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4345                                 l->min_pid, l->max_pid);
4346                 else
4347                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4348                                 l->min_pid);
4349
4350                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4351                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4352                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4353                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4354                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4355                                                  to_cpumask(l->cpus));
4356                 }
4357
4358                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4359                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4360                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4361                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4362                                         l->nodes);
4363                 }
4364
4365                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4366         }
4367
4368         free_loc_track(&t);
4369         kfree(map);
4370         if (!t.count)
4371                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4372         return len;
4373 }
4374 #endif
4375
4376 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4377 static void resiliency_test(void)
4378 {
4379         u8 *p;
4380
4381         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4382
4383         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4384         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4385         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4386
4387         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4388         p[16] = 0x12;
4389         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4390                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4391
4392         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4393
4394         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4395         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4396         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4397         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4398                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4399         printk(KERN_ERR
4400                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4401
4402         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4403         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4404         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4405         *p = 0x56;
4406         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4407                                                                         p);
4408         printk(KERN_ERR
4409                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4410         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4411
4412         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4413         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4414         kfree(p);
4415         *p = 0x78;
4416         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4417         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4418
4419         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4420         kfree(p);
4421         p[50] = 0x9a;
4422         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4423                         p);
4424         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4425
4426         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4427         kfree(p);
4428         p[512] = 0xab;
4429         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4430         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4431 }
4432 #else
4433 #ifdef CONFIG_SYSFS
4434 static void resiliency_test(void) {};
4435 #endif
4436 #endif
4437
4438 #ifdef CONFIG_SYSFS
4439 enum slab_stat_type {
4440         SL_ALL,                 /* All slabs */
4441         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4442         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4443         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4444         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4445 };
4446
4447 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4448 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4449 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4450 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4451 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4452
4453 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4454                             char *buf, unsigned long flags)
4455 {
4456         unsigned long total = 0;
4457         int node;
4458         int x;
4459         unsigned long *nodes;
4460         unsigned long *per_cpu;
4461
4462         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4463         if (!nodes)
4464                 return -ENOMEM;
4465         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4466
4467         if (flags & SO_CPU) {
4468                 int cpu;
4469
4470                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4471                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4472                         int node;
4473                         struct page *page;
4474
4475                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4476                         if (!page)
4477                                 continue;
4478
4479                         node = page_to_nid(page);
4480                         if (flags & SO_TOTAL)
4481                                 x = page->objects;
4482                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4483                                 x = page->inuse;
4484                         else
4485                                 x = 1;
4486
4487                         total += x;
4488                         nodes[node] += x;
4489
4490                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4491                         if (page) {
4492                                 x = page->pobjects;
4493                                 total += x;
4494                                 nodes[node] += x;
4495                         }
4496
4497                         per_cpu[node]++;
4498                 }
4499         }
4500
4501         lock_memory_hotplug();
4502 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4503         if (flags & SO_ALL) {
4504                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4505                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4506
4507                 if (flags & SO_TOTAL)
4508                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4509                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4510                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4511                                 count_partial(n, count_free);
4512
4513                         else
4514                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4515                         total += x;
4516                         nodes[node] += x;
4517                 }
4518
4519         } else
4520 #endif
4521         if (flags & SO_PARTIAL) {
4522                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4523                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4524
4525                         if (flags & SO_TOTAL)
4526                                 x = count_partial(n, count_total);
4527                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4528                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4529                         else
4530                                 x = n->nr_partial;
4531                         total += x;
4532                         nodes[node] += x;
4533                 }
4534         }
4535         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4536 #ifdef CONFIG_NUMA
4537         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4538                 if (nodes[node])
4539                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4540                                         node, nodes[node]);
4541 #endif
4542         unlock_memory_hotplug();
4543         kfree(nodes);
4544         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4545 }
4546
4547 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4548 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4549 {
4550         int node;
4551
4552         for_each_online_node(node) {
4553                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4554
4555                 if (!n)
4556                         continue;
4557
4558                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4559                         return 1;
4560         }
4561         return 0;
4562 }
4563 #endif
4564
4565 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4566 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4567
4568 struct slab_attribute {
4569         struct attribute attr;
4570         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4571         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4572 };
4573
4574 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4575         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4576         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4577
4578 #define SLAB_ATTR(_name) \
4579         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4580         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4581
4582 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4583 {
4584         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4585 }
4586 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4587
4588 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4589 {
4590         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4591 }
4592 SLAB_ATTR_RO(align);
4593
4594 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4595 {
4596         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4597 }
4598 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4599
4600 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4601 {
4602         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4603 }
4604 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4605
4606 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4607                                 const char *buf, size_t length)
4608 {
4609         unsigned long order;
4610         int err;
4611
4612         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4613         if (err)
4614                 return err;
4615
4616         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4617                 return -EINVAL;
4618
4619         calculate_sizes(s, order);
4620         return length;
4621 }
4622
4623 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4626 }
4627 SLAB_ATTR(order);
4628
4629 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4632 }
4633
4634 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4635                                  size_t length)
4636 {
4637         unsigned long min;
4638         int err;
4639
4640         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4641         if (err)
4642                 return err;
4643
4644         set_min_partial(s, min);
4645         return length;
4646 }
4647 SLAB_ATTR(min_partial);
4648
4649 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4650 {
4651         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4652 }
4653
4654 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4655                                  size_t length)
4656 {
4657         unsigned long objects;
4658         int err;
4659
4660         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4661         if (err)
4662                 return err;
4663         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4664                 return -EINVAL;
4665
4666         s->cpu_partial = objects;
4667         flush_all(s);
4668         return length;
4669 }
4670 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4671
4672 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4673 {
4674         if (!s->ctor)
4675                 return 0;
4676         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4677 }
4678 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4679
4680 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4681 {
4682         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4683 }
4684 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4685
4686 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4687 {
4688         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4689 }
4690 SLAB_ATTR_RO(partial);
4691
4692 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4693 {
4694         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4695 }
4696 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4697
4698 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4699 {
4700         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4701 }
4702 SLAB_ATTR_RO(objects);
4703
4704 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4705 {
4706         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4707 }
4708 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4709
4710 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         int objects = 0;
4713         int pages = 0;
4714         int cpu;
4715         int len;
4716
4717         for_each_online_cpu(cpu) {
4718                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4719
4720                 if (page) {
4721                         pages += page->pages;
4722                         objects += page->pobjects;
4723                 }
4724         }
4725
4726         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4727
4728 #ifdef CONFIG_SMP
4729         for_each_online_cpu(cpu) {
4730                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4731
4732                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4733                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4734                                 page->pobjects, page->pages);
4735         }
4736 #endif
4737         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4738 }
4739 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4740
4741 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4742 {
4743         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4744 }
4745
4746 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4747                                 const char *buf, size_t length)
4748 {
4749         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4750         if (buf[0] == '1')
4751                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4752         return length;
4753 }
4754 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4755
4756 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4757 {
4758         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4759 }
4760 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4761
4762 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4763 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4766 }
4767 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4768 #endif
4769
4770 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4771 {
4772         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4773 }
4774 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4775
4776 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4777 {
4778         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4779 }
4780 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4781
4782 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4783 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4784 {
4785         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4786 }
4787 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4788
4789 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4790 {
4791         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4792 }
4793 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4794
4795 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4796 {
4797         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4798 }
4799
4800 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4801                                 const char *buf, size_t length)
4802 {
4803         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4804         if (buf[0] == '1') {
4805                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4806                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4807         }
4808         return length;
4809 }
4810 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4811
4812 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4813 {
4814         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4815 }
4816
4817 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4818                                                         size_t length)
4819 {
4820         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4821         if (buf[0] == '1') {
4822                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4823                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4824         }
4825         return length;
4826 }
4827 SLAB_ATTR(trace);
4828
4829 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4830 {
4831         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4832 }
4833
4834 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4835                                 const char *buf, size_t length)
4836 {
4837         if (any_slab_objects(s))
4838                 return -EBUSY;
4839
4840         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4841         if (buf[0] == '1') {
4842                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4843                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4844         }
4845         calculate_sizes(s, -1);
4846         return length;
4847 }
4848 SLAB_ATTR(red_zone);
4849
4850 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4851 {
4852         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4853 }
4854
4855 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4856                                 const char *buf, size_t length)
4857 {
4858         if (any_slab_objects(s))
4859                 return -EBUSY;
4860
4861         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4862         if (buf[0] == '1') {
4863                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4864                 s->flags |= SLAB_POISON;
4865         }
4866         calculate_sizes(s, -1);
4867         return length;
4868 }
4869 SLAB_ATTR(poison);
4870
4871 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4872 {
4873         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4874 }
4875
4876 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4877                                 const char *buf, size_t length)
4878 {
4879         if (any_slab_objects(s))
4880                 return -EBUSY;
4881
4882         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4883         if (buf[0] == '1') {
4884                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4885                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4886         }
4887         calculate_sizes(s, -1);
4888         return length;
4889 }
4890 SLAB_ATTR(store_user);
4891
4892 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4893 {
4894         return 0;
4895 }
4896
4897 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4898                         const char *buf, size_t length)
4899 {
4900         int ret = -EINVAL;
4901
4902         if (buf[0] == '1') {
4903                 ret = validate_slab_cache(s);
4904                 if (ret >= 0)
4905                         ret = length;
4906         }
4907         return ret;
4908 }
4909 SLAB_ATTR(validate);
4910
4911 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4912 {
4913         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4914                 return -ENOSYS;
4915         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4916 }
4917 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4918
4919 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4920 {
4921         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4922                 return -ENOSYS;
4923         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4924 }
4925 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4926 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4927
4928 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4929 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4930 {
4931         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4932 }
4933
4934 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4935                                                         size_t length)
4936 {
4937         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4938         if (buf[0] == '1')
4939                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4940         return length;
4941 }
4942 SLAB_ATTR(failslab);
4943 #endif
4944
4945 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4946 {
4947         return 0;
4948 }
4949
4950 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4951                         const char *buf, size_t length)
4952 {
4953         if (buf[0] == '1') {
4954                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4955
4956                 if (rc)
4957                         return rc;
4958         } else
4959                 return -EINVAL;
4960         return length;
4961 }
4962 SLAB_ATTR(shrink);
4963
4964 #ifdef CONFIG_NUMA
4965 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4966 {
4967         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4968 }
4969
4970 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4971                                 const char *buf, size_t length)
4972 {
4973         unsigned long ratio;
4974         int err;
4975
4976         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4977         if (err)
4978                 return err;
4979
4980         if (ratio <= 100)
4981                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4982
4983         return length;
4984 }
4985 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4986 #endif
4987
4988 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4989 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4990 {
4991         unsigned long sum  = 0;
4992         int cpu;
4993         int len;
4994         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4995
4996         if (!data)
4997                 return -ENOMEM;
4998
4999         for_each_online_cpu(cpu) {
5000                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5001
5002                 data[cpu] = x;
5003                 sum += x;
5004         }
5005
5006         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5007
5008 #ifdef CONFIG_SMP
5009         for_each_online_cpu(cpu) {
5010                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5011                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5012         }
5013 #endif
5014         kfree(data);
5015         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5016 }
5017
5018 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5019 {
5020         int cpu;
5021
5022         for_each_online_cpu(cpu)
5023                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5024 }
5025
5026 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5027 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5028 {                                                               \
5029         return show_stat(s, buf, si);                           \
5030 }                                                               \
5031 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5032                                 const char *buf, size_t length) \
5033 {                                                               \
5034         if (buf[0] != '0')                                      \
5035                 return -EINVAL;                                 \
5036         clear_stat(s, si);                                      \
5037         return length;                                          \
5038 }                                                               \
5039 SLAB_ATTR(text);                                                \
5040
5041 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5042 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5043 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5044 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5045 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5046 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5047 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5048 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5049 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5050 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5051 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5052 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5053 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5054 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5055 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5056 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5057 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5058 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5059 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5060 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5061 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5062 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5063 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5064 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5065 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5066 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5067 #endif
5068
5069 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5070         &slab_size_attr.attr,
5071         &object_size_attr.attr,
5072         &objs_per_slab_attr.attr,
5073         &order_attr.attr,
5074         &min_partial_attr.attr,
5075         &cpu_partial_attr.attr,
5076         &objects_attr.attr,
5077         &objects_partial_attr.attr,
5078         &partial_attr.attr,
5079         &cpu_slabs_attr.attr,
5080         &ctor_attr.attr,
5081         &aliases_attr.attr,
5082         &align_attr.attr,
5083         &hwcache_align_attr.attr,
5084         &reclaim_account_attr.attr,
5085         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5086         &shrink_attr.attr,
5087         &reserved_attr.attr,
5088         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5089 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5090         &total_objects_attr.attr,
5091         &slabs_attr.attr,
5092         &sanity_checks_attr.attr,
5093         &trace_attr.attr,
5094         &red_zone_attr.attr,
5095         &poison_attr.attr,
5096         &store_user_attr.attr,
5097         &validate_attr.attr,
5098         &alloc_calls_attr.attr,
5099         &free_calls_attr.attr,
5100 #endif
5101 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5102         &cache_dma_attr.attr,
5103 #endif
5104 #ifdef CONFIG_NUMA
5105         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5106 #endif
5107 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5108         &alloc_fastpath_attr.attr,
5109         &alloc_slowpath_attr.attr,
5110         &free_fastpath_attr.attr,
5111         &free_slowpath_attr.attr,
5112         &free_frozen_attr.attr,
5113         &free_add_partial_attr.attr,
5114         &free_remove_partial_attr.attr,
5115         &alloc_from_partial_attr.attr,
5116         &alloc_slab_attr.attr,
5117         &alloc_refill_attr.attr,
5118         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5119         &free_slab_attr.attr,
5120         &cpuslab_flush_attr.attr,
5121         &deactivate_full_attr.attr,
5122         &deactivate_empty_attr.attr,
5123         &deactivate_to_head_attr.attr,
5124         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5125         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5126         &deactivate_bypass_attr.attr,
5127         &order_fallback_attr.attr,
5128         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5129         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5130         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5131         &cpu_partial_free_attr.attr,
5132         &cpu_partial_node_attr.attr,
5133         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5134 #endif
5135 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5136         &failslab_attr.attr,
5137 #endif
5138
5139         NULL
5140 };
5141
5142 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5143         .attrs = slab_attrs,
5144 };
5145
5146 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5147                                 struct attribute *attr,
5148                                 char *buf)
5149 {
5150         struct slab_attribute *attribute;
5151         struct kmem_cache *s;
5152         int err;
5153
5154         attribute = to_slab_attr(attr);
5155         s = to_slab(kobj);
5156
5157         if (!attribute->show)
5158                 return -EIO;
5159
5160         err = attribute->show(s, buf);
5161
5162         return err;
5163 }
5164
5165 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5166                                 struct attribute *attr,
5167                                 const char *buf, size_t len)
5168 {
5169         struct slab_attribute *attribute;
5170         struct kmem_cache *s;
5171         int err;
5172
5173         attribute = to_slab_attr(attr);
5174         s = to_slab(kobj);
5175
5176         if (!attribute->store)
5177                 return -EIO;
5178
5179         err = attribute->store(s, buf, len);
5180
5181         return err;
5182 }
5183
5184 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5185 {
5186         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5187
5188         kfree(s->name);
5189         kfree(s);
5190 }
5191
5192 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5193         .show = slab_attr_show,
5194         .store = slab_attr_store,
5195 };
5196
5197 static struct kobj_type slab_ktype = {
5198         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5199         .release = kmem_cache_release
5200 };
5201
5202 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5203 {
5204         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5205
5206         if (ktype == &slab_ktype)
5207                 return 1;
5208         return 0;
5209 }
5210
5211 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5212         .filter = uevent_filter,
5213 };
5214
5215 static struct kset *slab_kset;
5216
5217 #define ID_STR_LENGTH 64
5218
5219 /* Create a unique string id for a slab cache:
5220  *
5221  * Format       :[flags-]size
5222  */
5223 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5224 {
5225         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5226         char *p = name;
5227
5228         BUG_ON(!name);
5229
5230         *p++ = ':';
5231         /*
5232          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5233          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5234          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5235          * are matched during merging to guarantee that the id is
5236          * unique.
5237          */
5238         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5239                 *p++ = 'd';
5240         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5241                 *p++ = 'a';
5242         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5243                 *p++ = 'F';
5244         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5245                 *p++ = 't';
5246         if (p != name + 1)
5247                 *p++ = '-';
5248         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5249         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5250         return name;
5251 }
5252
5253 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5254 {
5255         int err;
5256         const char *name;
5257         int unmergeable;
5258
5259         if (slab_state < FULL)
5260                 /* Defer until later */
5261                 return 0;
5262
5263         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5264         if (unmergeable) {
5265                 /*
5266                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5267                  * This is typically the case for debug situations. In that
5268                  * case we can catch duplicate names easily.
5269                  */
5270                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5271                 name = s->name;
5272         } else {
5273                 /*
5274                  * Create a unique name for the slab as a target
5275                  * for the symlinks.
5276                  */
5277                 name = create_unique_id(s);
5278         }
5279
5280         s->kobj.kset = slab_kset;
5281         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5282         if (err) {
5283                 kobject_put(&s->kobj);
5284                 return err;
5285         }
5286
5287         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5288         if (err) {
5289                 kobject_del(&s->kobj);
5290                 kobject_put(&s->kobj);
5291                 return err;
5292         }
5293         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5294         if (!unmergeable) {
5295                 /* Setup first alias */
5296                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5297                 kfree(name);
5298         }
5299         return 0;
5300 }
5301
5302 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5303 {
5304         if (slab_state < FULL)
5305                 /*
5306                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5307                  * cache from sysfs.
5308                  */
5309                 return;
5310
5311         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5312         kobject_del(&s->kobj);
5313         kobject_put(&s->kobj);
5314 }
5315
5316 /*
5317  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5318  * available lest we lose that information.
5319  */
5320 struct saved_alias {
5321         struct kmem_cache *s;
5322         const char *name;
5323         struct saved_alias *next;
5324 };
5325
5326 static struct saved_alias *alias_list;
5327
5328 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5329 {
5330         struct saved_alias *al;
5331
5332         if (slab_state == FULL) {
5333                 /*
5334                  * If we have a leftover link then remove it.
5335                  */
5336                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5337                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5338         }
5339
5340         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5341         if (!al)
5342                 return -ENOMEM;
5343
5344         al->s = s;
5345         al->name = name;
5346         al->next = alias_list;
5347         alias_list = al;
5348         return 0;
5349 }
5350
5351 static int __init slab_sysfs_init(void)
5352 {
5353         struct kmem_cache *s;
5354         int err;
5355
5356         mutex_lock(&slab_mutex);
5357
5358         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5359         if (!slab_kset) {
5360                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5361                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5362                 return -ENOSYS;
5363         }
5364
5365         slab_state = FULL;
5366
5367         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5368                 err = sysfs_slab_add(s);
5369                 if (err)
5370                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5371                                                 " to sysfs\n", s->name);
5372         }
5373
5374         while (alias_list) {
5375                 struct saved_alias *al = alias_list;
5376
5377                 alias_list = alias_list->next;
5378                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5379                 if (err)
5380                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5381                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5382                 kfree(al);
5383         }
5384
5385         mutex_unlock(&slab_mutex);
5386         resiliency_test();
5387         return 0;
5388 }
5389
5390 __initcall(slab_sysfs_init);
5391 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5392
5393 /*
5394  * The /proc/slabinfo ABI
5395  */
5396 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5397 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5398 {
5399         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5400         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5401                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5402         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5403         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5404         seq_putc(m, '\n');
5405 }
5406
5407 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5408 {
5409         loff_t n = *pos;
5410
5411         mutex_lock(&slab_mutex);
5412         if (!n)
5413                 print_slabinfo_header(m);
5414
5415         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5416 }
5417
5418 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5419 {
5420         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5421 }
5422
5423 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5424 {
5425         mutex_unlock(&slab_mutex);
5426 }
5427
5428 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5429 {
5430         unsigned long nr_partials = 0;
5431         unsigned long nr_slabs = 0;
5432         unsigned long nr_inuse = 0;
5433         unsigned long nr_objs = 0;
5434         unsigned long nr_free = 0;
5435         struct kmem_cache *s;
5436         int node;
5437
5438         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5439
5440         for_each_online_node(node) {
5441                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5442
5443                 if (!n)
5444                         continue;
5445
5446                 nr_partials += n->nr_partial;
5447                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5448                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5449                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5450         }
5451
5452         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5453
5454         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5455                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5456                    (1 << oo_order(s->oo)));
5457         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5458         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5459                    0UL);
5460         seq_putc(m, '\n');
5461         return 0;
5462 }
5463
5464 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5465         .start = s_start,
5466         .next = s_next,
5467         .stop = s_stop,
5468         .show = s_show,
5469 };
5470
5471 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5472 {
5473         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5474 }
5475
5476 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5477         .open           = slabinfo_open,
5478         .read           = seq_read,
5479         .llseek         = seq_lseek,
5480         .release        = seq_release,
5481 };
5482
5483 static int __init slab_proc_init(void)
5484 {
5485         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5486         return 0;
5487 }
5488 module_init(slab_proc_init);
5489 #endif /* CONFIG_SLABINFO */