33576b0cfc41a9455cb6804855061ef223c2eb6b
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "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 #include "internal.h"
38
39 /*
40  * Lock order:
41  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
42  *   2. node->list_lock
43  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
44  *
45  *   slab_mutex
46  *
47  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
48  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
49  *
50  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
51  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
52  *   double word in the page struct. Meaning
53  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
54  *      B. page->counters       -> Counters of objects
55  *      C. page->frozen         -> frozen state
56  *
57  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
58  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
59  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
60  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
61  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
62  *
63  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
64  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
65  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
66  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
67  *   modified without taking the list lock).
68  *
69  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
70  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
71  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
72  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
73  *   the list lock.
74  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
75  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
76  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
77  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
78  *
79  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
80  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
81  *
82  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
83  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
84  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
85  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
86  * cannot scan all objects.
87  *
88  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
89  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
90  * fast frees and allocs.
91  *
92  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
93  *
94  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
95  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
96  *                      such as satisfying allocations for a specific
97  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
98  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
99  *                      list operations. It is up to the processor holding
100  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
101  *                      when the slab is no longer needed.
102  *
103  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
104  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
105  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
106  *                      freelist that allows lockless access to
107  *                      free objects in addition to the regular freelist
108  *                      that requires the slab lock.
109  *
110  * PageError            Slab requires special handling due to debug
111  *                      options set. This moves slab handling out of
112  *                      the fast path and disables lockless freelists.
113  */
114
115 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
116 {
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
119 #else
120         return 0;
121 #endif
122 }
123
124 /*
125  * Issues still to be resolved:
126  *
127  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
128  *
129  * - Variable sizing of the per node arrays
130  */
131
132 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
133 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
134
135 /* Enable to log cmpxchg failures */
136 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
137
138 /*
139  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
140  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
141  */
142 #define MIN_PARTIAL 5
143
144 /*
145  * Maximum number of desirable partial slabs.
146  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
147  * sort the partial list by the number of objects in the.
148  */
149 #define MAX_PARTIAL 10
150
151 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
152                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
153
154 /*
155  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
156  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
157  * metadata.
158  */
159 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
160
161 /*
162  * Set of flags that will prevent slab merging
163  */
164 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
165                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
166                 SLAB_FAILSLAB)
167
168 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
169                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
170
171 #define OO_SHIFT        16
172 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
173 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
174
175 /* Internal SLUB flags */
176 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
177 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
178
179 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
192         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
193 #endif
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SYSFS
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
205
206 #else
207 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
208 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
209                                                         { return 0; }
210 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) { }
211
212 #endif
213
214 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
215 {
216 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
217         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
218 #endif
219 }
220
221 /********************************************************************
222  *                      Core slab cache functions
223  *******************************************************************/
224
225 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
226 {
227         return s->node[node];
228 }
229
230 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
231 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
232                                 struct page *page, const void *object)
233 {
234         void *base;
235
236         if (!object)
237                 return 1;
238
239         base = page_address(page);
240         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
241                 (object - base) % s->size) {
242                 return 0;
243         }
244
245         return 1;
246 }
247
248 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
249 {
250         return *(void **)(object + s->offset);
251 }
252
253 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
254 {
255         prefetch(object + s->offset);
256 }
257
258 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
259 {
260         void *p;
261
262 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
263         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
264 #else
265         p = get_freepointer(s, object);
266 #endif
267         return p;
268 }
269
270 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
271 {
272         *(void **)(object + s->offset) = fp;
273 }
274
275 /* Loop over all objects in a slab */
276 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
277         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
278                         __p += (__s)->size)
279
280 /* Determine object index from a given position */
281 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
282 {
283         return (p - addr) / s->size;
284 }
285
286 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
287 {
288 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
289         /*
290          * Debugging requires use of the padding between object
291          * and whatever may come after it.
292          */
293         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
294                 return s->object_size;
295
296 #endif
297         /*
298          * If we have the need to store the freelist pointer
299          * back there or track user information then we can
300          * only use the space before that information.
301          */
302         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
303                 return s->inuse;
304         /*
305          * Else we can use all the padding etc for the allocation
306          */
307         return s->size;
308 }
309
310 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
311 {
312         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
313 }
314
315 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
316                 unsigned long size, int reserved)
317 {
318         struct kmem_cache_order_objects x = {
319                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
320         };
321
322         return x;
323 }
324
325 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
326 {
327         return x.x >> OO_SHIFT;
328 }
329
330 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
331 {
332         return x.x & OO_MASK;
333 }
334
335 /*
336  * Per slab locking using the pagelock
337  */
338 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
339 {
340         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
341 }
342
343 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
344 {
345         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
346 }
347
348 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
349 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
350                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
351                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
352                 const char *n)
353 {
354         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
355 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
356     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
357         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
358                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
359                         freelist_old, counters_old,
360                         freelist_new, counters_new))
361                 return 1;
362         } else
363 #endif
364         {
365                 slab_lock(page);
366                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
367                         page->freelist = freelist_new;
368                         page->counters = counters_new;
369                         slab_unlock(page);
370                         return 1;
371                 }
372                 slab_unlock(page);
373         }
374
375         cpu_relax();
376         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
377
378 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
379         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
380 #endif
381
382         return 0;
383 }
384
385 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
386                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
387                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
388                 const char *n)
389 {
390 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
391     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
392         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
393                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
394                         freelist_old, counters_old,
395                         freelist_new, counters_new))
396                 return 1;
397         } else
398 #endif
399         {
400                 unsigned long flags;
401
402                 local_irq_save(flags);
403                 slab_lock(page);
404                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
405                         page->freelist = freelist_new;
406                         page->counters = counters_new;
407                         slab_unlock(page);
408                         local_irq_restore(flags);
409                         return 1;
410                 }
411                 slab_unlock(page);
412                 local_irq_restore(flags);
413         }
414
415         cpu_relax();
416         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
417
418 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
419         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
420 #endif
421
422         return 0;
423 }
424
425 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
426 /*
427  * Determine a map of object in use on a page.
428  *
429  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
430  * not vanish from under us.
431  */
432 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
433 {
434         void *p;
435         void *addr = page_address(page);
436
437         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
438                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
439 }
440
441 /*
442  * Debug settings:
443  */
444 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
445 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
446 #else
447 static int slub_debug;
448 #endif
449
450 static char *slub_debug_slabs;
451 static int disable_higher_order_debug;
452
453 /*
454  * Object debugging
455  */
456 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
457 {
458         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
459                         length, 1);
460 }
461
462 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
463         enum track_item alloc)
464 {
465         struct track *p;
466
467         if (s->offset)
468                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
469         else
470                 p = object + s->inuse;
471
472         return p + alloc;
473 }
474
475 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
476                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
477 {
478         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
479
480         if (addr) {
481 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
482                 struct stack_trace trace;
483                 int i;
484
485                 trace.nr_entries = 0;
486                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
487                 trace.entries = p->addrs;
488                 trace.skip = 3;
489                 save_stack_trace(&trace);
490
491                 /* See rant in lockdep.c */
492                 if (trace.nr_entries != 0 &&
493                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
494                         trace.nr_entries--;
495
496                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
497                         p->addrs[i] = 0;
498 #endif
499                 p->addr = addr;
500                 p->cpu = smp_processor_id();
501                 p->pid = current->pid;
502                 p->when = jiffies;
503         } else
504                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
505 }
506
507 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
508 {
509         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
510                 return;
511
512         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
513         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
514 }
515
516 static void print_track(const char *s, struct track *t)
517 {
518         if (!t->addr)
519                 return;
520
521         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
522                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
523 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
524         {
525                 int i;
526                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
527                         if (t->addrs[i])
528                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
529                         else
530                                 break;
531         }
532 #endif
533 }
534
535 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
536 {
537         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
538                 return;
539
540         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
541         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
542 }
543
544 static void print_page_info(struct page *page)
545 {
546         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
547                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
548
549 }
550
551 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
552 {
553         va_list args;
554         char buf[100];
555
556         va_start(args, fmt);
557         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
558         va_end(args);
559         printk(KERN_ERR "========================================"
560                         "=====================================\n");
561         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
562         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
563                         "-------------------------------------\n\n");
564
565         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
566 }
567
568 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
569 {
570         va_list args;
571         char buf[100];
572
573         va_start(args, fmt);
574         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
575         va_end(args);
576         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
577 }
578
579 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
580 {
581         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
582         u8 *addr = page_address(page);
583
584         print_tracking(s, p);
585
586         print_page_info(page);
587
588         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
589                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
590
591         if (p > addr + 16)
592                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
593
594         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
595                                 PAGE_SIZE));
596         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
597                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
598                         s->inuse - s->object_size);
599
600         if (s->offset)
601                 off = s->offset + sizeof(void *);
602         else
603                 off = s->inuse;
604
605         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
606                 off += 2 * sizeof(struct track);
607
608         if (off != s->size)
609                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
610                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
611
612         dump_stack();
613 }
614
615 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
616                         u8 *object, char *reason)
617 {
618         slab_bug(s, "%s", reason);
619         print_trailer(s, page, object);
620 }
621
622 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
623 {
624         va_list args;
625         char buf[100];
626
627         va_start(args, fmt);
628         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
629         va_end(args);
630         slab_bug(s, "%s", buf);
631         print_page_info(page);
632         dump_stack();
633 }
634
635 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
636 {
637         u8 *p = object;
638
639         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
640                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
641                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
642         }
643
644         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
645                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
646 }
647
648 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
649                                                 void *from, void *to)
650 {
651         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
652         memset(from, data, to - from);
653 }
654
655 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
656                         u8 *object, char *what,
657                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
658 {
659         u8 *fault;
660         u8 *end;
661
662         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
663         if (!fault)
664                 return 1;
665
666         end = start + bytes;
667         while (end > fault && end[-1] == value)
668                 end--;
669
670         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
671         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
672                                         fault, end - 1, fault[0], value);
673         print_trailer(s, page, object);
674
675         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
676         return 0;
677 }
678
679 /*
680  * Object layout:
681  *
682  * object address
683  *      Bytes of the object to be managed.
684  *      If the freepointer may overlay the object then the free
685  *      pointer is the first word of the object.
686  *
687  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
688  *      0xa5 (POISON_END)
689  *
690  * object + s->object_size
691  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
692  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
693  *      object_size == inuse.
694  *
695  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
696  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
697  *
698  * object + s->inuse
699  *      Meta data starts here.
700  *
701  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
702  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
703  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
704  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
705  *              before the word boundary.
706  *
707  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
708  *
709  * object + s->size
710  *      Nothing is used beyond s->size.
711  *
712  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
713  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
714  * may be used with merged slabcaches.
715  */
716
717 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
718 {
719         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
720
721         if (s->offset)
722                 /* Freepointer is placed after the object. */
723                 off += sizeof(void *);
724
725         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
726                 /* We also have user information there */
727                 off += 2 * sizeof(struct track);
728
729         if (s->size == off)
730                 return 1;
731
732         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
733                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
734 }
735
736 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
737 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
738 {
739         u8 *start;
740         u8 *fault;
741         u8 *end;
742         int length;
743         int remainder;
744
745         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
746                 return 1;
747
748         start = page_address(page);
749         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
750         end = start + length;
751         remainder = length % s->size;
752         if (!remainder)
753                 return 1;
754
755         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
756         if (!fault)
757                 return 1;
758         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
759                 end--;
760
761         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
762         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
763
764         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
765         return 0;
766 }
767
768 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
769                                         void *object, u8 val)
770 {
771         u8 *p = object;
772         u8 *endobject = object + s->object_size;
773
774         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
775                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
776                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
777                         return 0;
778         } else {
779                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
780                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
781                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
782                 }
783         }
784
785         if (s->flags & SLAB_POISON) {
786                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
787                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
788                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
789                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
790                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
791                         return 0;
792                 /*
793                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
794                  */
795                 check_pad_bytes(s, page, p);
796         }
797
798         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
799                 /*
800                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
801                  * freepointer while object is allocated.
802                  */
803                 return 1;
804
805         /* Check free pointer validity */
806         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
807                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
808                 /*
809                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
810                  * of the free objects in this slab. May cause
811                  * another error because the object count is now wrong.
812                  */
813                 set_freepointer(s, p, NULL);
814                 return 0;
815         }
816         return 1;
817 }
818
819 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
820 {
821         int maxobj;
822
823         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
824
825         if (!PageSlab(page)) {
826                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
827                 return 0;
828         }
829
830         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
831         if (page->objects > maxobj) {
832                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
833                         s->name, page->objects, maxobj);
834                 return 0;
835         }
836         if (page->inuse > page->objects) {
837                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
838                         s->name, page->inuse, page->objects);
839                 return 0;
840         }
841         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
842         slab_pad_check(s, page);
843         return 1;
844 }
845
846 /*
847  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
848  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
849  */
850 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
851 {
852         int nr = 0;
853         void *fp;
854         void *object = NULL;
855         unsigned long max_objects;
856
857         fp = page->freelist;
858         while (fp && nr <= page->objects) {
859                 if (fp == search)
860                         return 1;
861                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
862                         if (object) {
863                                 object_err(s, page, object,
864                                         "Freechain corrupt");
865                                 set_freepointer(s, object, NULL);
866                                 break;
867                         } else {
868                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
869                                 page->freelist = NULL;
870                                 page->inuse = page->objects;
871                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
872                                 return 0;
873                         }
874                         break;
875                 }
876                 object = fp;
877                 fp = get_freepointer(s, object);
878                 nr++;
879         }
880
881         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
882         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
883                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
884
885         if (page->objects != max_objects) {
886                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
887                         "should be %d", page->objects, max_objects);
888                 page->objects = max_objects;
889                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
890         }
891         if (page->inuse != page->objects - nr) {
892                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
893                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
894                 page->inuse = page->objects - nr;
895                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
896         }
897         return search == NULL;
898 }
899
900 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
901                                                                 int alloc)
902 {
903         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
904                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
905                         s->name,
906                         alloc ? "alloc" : "free",
907                         object, page->inuse,
908                         page->freelist);
909
910                 if (!alloc)
911                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
912
913                 dump_stack();
914         }
915 }
916
917 /*
918  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
919  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
920  */
921 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
922 {
923         flags &= gfp_allowed_mask;
924         lockdep_trace_alloc(flags);
925         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
926
927         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
928 }
929
930 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
931 {
932         flags &= gfp_allowed_mask;
933         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
934         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
935 }
936
937 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
938 {
939         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
940
941         /*
942          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
943          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
944          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
945          */
946 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
947         {
948                 unsigned long flags;
949
950                 local_irq_save(flags);
951                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
952                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
953                 local_irq_restore(flags);
954         }
955 #endif
956         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
957                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
958 }
959
960 /*
961  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
962  *
963  * list_lock must be held.
964  */
965 static void add_full(struct kmem_cache *s,
966         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
967 {
968         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
969                 return;
970
971         list_add(&page->lru, &n->full);
972 }
973
974 /*
975  * list_lock must be held.
976  */
977 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
978 {
979         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
980                 return;
981
982         list_del(&page->lru);
983 }
984
985 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
986 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
987 {
988         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
989
990         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
991 }
992
993 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
994 {
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
999 {
1000         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1001
1002         /*
1003          * May be called early in order to allocate a slab for the
1004          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1005          * dilemma by deferring the increment of the count during
1006          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1007          */
1008         if (n) {
1009                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1010                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1011         }
1012 }
1013 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1014 {
1015         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1016
1017         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1018         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1019 }
1020
1021 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1022 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1023                                                                 void *object)
1024 {
1025         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1026                 return;
1027
1028         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1029         init_tracking(s, object);
1030 }
1031
1032 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1033                                         void *object, unsigned long addr)
1034 {
1035         if (!check_slab(s, page))
1036                 goto bad;
1037
1038         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1039                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1040                 goto bad;
1041         }
1042
1043         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1044                 goto bad;
1045
1046         /* Success perform special debug activities for allocs */
1047         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1048                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1049         trace(s, page, object, 1);
1050         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1051         return 1;
1052
1053 bad:
1054         if (PageSlab(page)) {
1055                 /*
1056                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1057                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1058                  * as used avoids touching the remaining objects.
1059                  */
1060                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1061                 page->inuse = page->objects;
1062                 page->freelist = NULL;
1063         }
1064         return 0;
1065 }
1066
1067 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1068         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1069         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1070 {
1071         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1072
1073         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1074         slab_lock(page);
1075
1076         if (!check_slab(s, page))
1077                 goto fail;
1078
1079         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1080                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1081                 goto fail;
1082         }
1083
1084         if (on_freelist(s, page, object)) {
1085                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1086                 goto fail;
1087         }
1088
1089         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1090                 goto out;
1091
1092         if (unlikely(s != page->slab_cache)) {
1093                 if (!PageSlab(page)) {
1094                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1095                                 "outside of slab", object);
1096                 } else if (!page->slab_cache) {
1097                         printk(KERN_ERR
1098                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1099                                                 object);
1100                         dump_stack();
1101                 } else
1102                         object_err(s, page, object,
1103                                         "page slab pointer corrupt.");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1108                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1109         trace(s, page, object, 0);
1110         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1111 out:
1112         slab_unlock(page);
1113         /*
1114          * Keep node_lock to preserve integrity
1115          * until the object is actually freed
1116          */
1117         return n;
1118
1119 fail:
1120         slab_unlock(page);
1121         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1122         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1123         return NULL;
1124 }
1125
1126 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1127 {
1128         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1129         if (*str++ != '=' || !*str)
1130                 /*
1131                  * No options specified. Switch on full debugging.
1132                  */
1133                 goto out;
1134
1135         if (*str == ',')
1136                 /*
1137                  * No options but restriction on slabs. This means full
1138                  * debugging for slabs matching a pattern.
1139                  */
1140                 goto check_slabs;
1141
1142         if (tolower(*str) == 'o') {
1143                 /*
1144                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1145                  * would increase as a result.
1146                  */
1147                 disable_higher_order_debug = 1;
1148                 goto out;
1149         }
1150
1151         slub_debug = 0;
1152         if (*str == '-')
1153                 /*
1154                  * Switch off all debugging measures.
1155                  */
1156                 goto out;
1157
1158         /*
1159          * Determine which debug features should be switched on
1160          */
1161         for (; *str && *str != ','; str++) {
1162                 switch (tolower(*str)) {
1163                 case 'f':
1164                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1165                         break;
1166                 case 'z':
1167                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1168                         break;
1169                 case 'p':
1170                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1171                         break;
1172                 case 'u':
1173                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1174                         break;
1175                 case 't':
1176                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1177                         break;
1178                 case 'a':
1179                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1180                         break;
1181                 default:
1182                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1183                                 "unknown. skipped\n", *str);
1184                 }
1185         }
1186
1187 check_slabs:
1188         if (*str == ',')
1189                 slub_debug_slabs = str + 1;
1190 out:
1191         return 1;
1192 }
1193
1194 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1195
1196 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1197         unsigned long flags, const char *name,
1198         void (*ctor)(void *))
1199 {
1200         /*
1201          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1202          */
1203         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1204                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1205                 flags |= slub_debug;
1206
1207         return flags;
1208 }
1209 #else
1210 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1211                         struct page *page, void *object) {}
1212
1213 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1214         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1215
1216 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1217         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1218         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1219
1220 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1221                         { return 1; }
1222 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1223                         void *object, u8 val) { return 1; }
1224 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1225                                         struct page *page) {}
1226 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1227 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1228         unsigned long flags, const char *name,
1229         void (*ctor)(void *))
1230 {
1231         return flags;
1232 }
1233 #define slub_debug 0
1234
1235 #define disable_higher_order_debug 0
1236
1237 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1238                                                         { return 0; }
1239 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1240                                                         { return 0; }
1241 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1242                                                         int objects) {}
1243 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1244                                                         int objects) {}
1245
1246 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1247                                                         { return 0; }
1248
1249 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1250                 void *object) {}
1251
1252 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1253
1254 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1255
1256 /*
1257  * Slab allocation and freeing
1258  */
1259 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1260                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1261 {
1262         int order = oo_order(oo);
1263
1264         flags |= __GFP_NOTRACK;
1265
1266         if (node == NUMA_NO_NODE)
1267                 return alloc_pages(flags, order);
1268         else
1269                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1270 }
1271
1272 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1273 {
1274         struct page *page;
1275         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1276         gfp_t alloc_gfp;
1277
1278         flags &= gfp_allowed_mask;
1279
1280         if (flags & __GFP_WAIT)
1281                 local_irq_enable();
1282
1283         flags |= s->allocflags;
1284
1285         /*
1286          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1287          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1288          */
1289         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1290
1291         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1292         if (unlikely(!page)) {
1293                 oo = s->min;
1294                 /*
1295                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1296                  * Try a lower order alloc if possible
1297                  */
1298                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1299
1300                 if (page)
1301                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1302         }
1303
1304         if (kmemcheck_enabled && page
1305                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1306                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1307
1308                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1309
1310                 /*
1311                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1312                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1313                  */
1314                 if (s->ctor)
1315                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1316                 else
1317                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1318         }
1319
1320         if (flags & __GFP_WAIT)
1321                 local_irq_disable();
1322         if (!page)
1323                 return NULL;
1324
1325         page->objects = oo_objects(oo);
1326         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1327                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1328                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1329                 1 << oo_order(oo));
1330
1331         return page;
1332 }
1333
1334 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1335                                 void *object)
1336 {
1337         setup_object_debug(s, page, object);
1338         if (unlikely(s->ctor))
1339                 s->ctor(object);
1340 }
1341
1342 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1343 {
1344         struct page *page;
1345         void *start;
1346         void *last;
1347         void *p;
1348
1349         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1350
1351         page = allocate_slab(s,
1352                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1353         if (!page)
1354                 goto out;
1355
1356         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1357         page->slab_cache = s;
1358         __SetPageSlab(page);
1359         if (page->pfmemalloc)
1360                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1361
1362         start = page_address(page);
1363
1364         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1365                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1366
1367         last = start;
1368         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1369                 setup_object(s, page, last);
1370                 set_freepointer(s, last, p);
1371                 last = p;
1372         }
1373         setup_object(s, page, last);
1374         set_freepointer(s, last, NULL);
1375
1376         page->freelist = start;
1377         page->inuse = page->objects;
1378         page->frozen = 1;
1379 out:
1380         return page;
1381 }
1382
1383 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1384 {
1385         int order = compound_order(page);
1386         int pages = 1 << order;
1387
1388         if (kmem_cache_debug(s)) {
1389                 void *p;
1390
1391                 slab_pad_check(s, page);
1392                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1393                                                 page->objects)
1394                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1395         }
1396
1397         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1398
1399         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1400                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1401                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1402                 -pages);
1403
1404         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1405         __ClearPageSlab(page);
1406         reset_page_mapcount(page);
1407         if (current->reclaim_state)
1408                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1409         __free_pages(page, order);
1410 }
1411
1412 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1413         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1414
1415 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1416 {
1417         struct page *page;
1418
1419         if (need_reserve_slab_rcu)
1420                 page = virt_to_head_page(h);
1421         else
1422                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1423
1424         __free_slab(page->slab_cache, page);
1425 }
1426
1427 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1428 {
1429         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1430                 struct rcu_head *head;
1431
1432                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1433                         int order = compound_order(page);
1434                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1435
1436                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1437                         head = page_address(page) + offset;
1438                 } else {
1439                         /*
1440                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1441                          */
1442                         head = (void *)&page->lru;
1443                 }
1444
1445                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1446         } else
1447                 __free_slab(s, page);
1448 }
1449
1450 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1451 {
1452         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1453         free_slab(s, page);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Management of partially allocated slabs.
1458  *
1459  * list_lock must be held.
1460  */
1461 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1462                                 struct page *page, int tail)
1463 {
1464         n->nr_partial++;
1465         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1466                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1467         else
1468                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * list_lock must be held.
1473  */
1474 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1475                                         struct page *page)
1476 {
1477         list_del(&page->lru);
1478         n->nr_partial--;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1483  * return the pointer to the freelist.
1484  *
1485  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1486  *
1487  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1488  */
1489 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1490                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1491                 int mode)
1492 {
1493         void *freelist;
1494         unsigned long counters;
1495         struct page new;
1496
1497         /*
1498          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1499          * The old freelist is the list of objects for the
1500          * per cpu allocation list.
1501          */
1502         freelist = page->freelist;
1503         counters = page->counters;
1504         new.counters = counters;
1505         if (mode) {
1506                 new.inuse = page->objects;
1507                 new.freelist = NULL;
1508         } else {
1509                 new.freelist = freelist;
1510         }
1511
1512         VM_BUG_ON(new.frozen);
1513         new.frozen = 1;
1514
1515         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1516                         freelist, counters,
1517                         new.freelist, new.counters,
1518                         "acquire_slab"))
1519                 return NULL;
1520
1521         remove_partial(n, page);
1522         WARN_ON(!freelist);
1523         return freelist;
1524 }
1525
1526 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1527 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1528
1529 /*
1530  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1531  */
1532 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1533                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1534 {
1535         struct page *page, *page2;
1536         void *object = NULL;
1537
1538         /*
1539          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1540          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1541          * partial slab and there is none available then get_partials()
1542          * will return NULL.
1543          */
1544         if (!n || !n->nr_partial)
1545                 return NULL;
1546
1547         spin_lock(&n->list_lock);
1548         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1549                 void *t;
1550                 int available;
1551
1552                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1553                         continue;
1554
1555                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1556                 if (!t)
1557                         break;
1558
1559                 if (!object) {
1560                         c->page = page;
1561                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1562                         object = t;
1563                         available =  page->objects - page->inuse;
1564                 } else {
1565                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1566                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1567                 }
1568                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1569                         break;
1570
1571         }
1572         spin_unlock(&n->list_lock);
1573         return object;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1578  */
1579 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1580                 struct kmem_cache_cpu *c)
1581 {
1582 #ifdef CONFIG_NUMA
1583         struct zonelist *zonelist;
1584         struct zoneref *z;
1585         struct zone *zone;
1586         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1587         void *object;
1588         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1589
1590         /*
1591          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1592          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1593          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1594          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1595          *
1596          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1597          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1598          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1599          * from other nodes and filled up.
1600          *
1601          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1602          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1603          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1604          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1605          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1606          * with available objects.
1607          */
1608         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1609                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1610                 return NULL;
1611
1612         do {
1613                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1614                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1615                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1616                         struct kmem_cache_node *n;
1617
1618                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1619
1620                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1621                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1622                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1623                                 if (object) {
1624                                         /*
1625                                          * Return the object even if
1626                                          * put_mems_allowed indicated that
1627                                          * the cpuset mems_allowed was
1628                                          * updated in parallel. It's a
1629                                          * harmless race between the alloc
1630                                          * and the cpuset update.
1631                                          */
1632                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1633                                         return object;
1634                                 }
1635                         }
1636                 }
1637         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1638 #endif
1639         return NULL;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Get a partial page, lock it and return it.
1644  */
1645 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1646                 struct kmem_cache_cpu *c)
1647 {
1648         void *object;
1649         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1650
1651         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1652         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1653                 return object;
1654
1655         return get_any_partial(s, flags, c);
1656 }
1657
1658 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1659 /*
1660  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1661  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1662  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1663  */
1664 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1665 #else
1666 /*
1667  * No preemption supported therefore also no need to check for
1668  * different cpus.
1669  */
1670 #define TID_STEP 1
1671 #endif
1672
1673 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1674 {
1675         return tid + TID_STEP;
1676 }
1677
1678 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1679 {
1680         return tid % TID_STEP;
1681 }
1682
1683 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1684 {
1685         return tid / TID_STEP;
1686 }
1687
1688 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1689 {
1690         return cpu;
1691 }
1692
1693 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1694                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1695 {
1696 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1697         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1698
1699         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1700
1701 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1702         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1703                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1704                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1705         else
1706 #endif
1707         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1708                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1709                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1710         else
1711                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1712                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1713 #endif
1714         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1715 }
1716
1717 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1718 {
1719         int cpu;
1720
1721         for_each_possible_cpu(cpu)
1722                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Remove the cpu slab
1727  */
1728 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1729 {
1730         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1731         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1732         int lock = 0;
1733         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1734         void *nextfree;
1735         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1736         struct page new;
1737         struct page old;
1738
1739         if (page->freelist) {
1740                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1741                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1742         }
1743
1744         /*
1745          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1746          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1747          * last one.
1748          *
1749          * There is no need to take the list->lock because the page
1750          * is still frozen.
1751          */
1752         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1753                 void *prior;
1754                 unsigned long counters;
1755
1756                 do {
1757                         prior = page->freelist;
1758                         counters = page->counters;
1759                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1760                         new.counters = counters;
1761                         new.inuse--;
1762                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1763
1764                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1765                         prior, counters,
1766                         freelist, new.counters,
1767                         "drain percpu freelist"));
1768
1769                 freelist = nextfree;
1770         }
1771
1772         /*
1773          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1774          * list presence reflects the actual number of objects
1775          * during unfreeze.
1776          *
1777          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1778          * with the count. If there is a mismatch then the page
1779          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1780          *
1781          * Then we restart the process which may have to remove
1782          * the page from the list that we just put it on again
1783          * because the number of objects in the slab may have
1784          * changed.
1785          */
1786 redo:
1787
1788         old.freelist = page->freelist;
1789         old.counters = page->counters;
1790         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1791
1792         /* Determine target state of the slab */
1793         new.counters = old.counters;
1794         if (freelist) {
1795                 new.inuse--;
1796                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1797                 new.freelist = freelist;
1798         } else
1799                 new.freelist = old.freelist;
1800
1801         new.frozen = 0;
1802
1803         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1804                 m = M_FREE;
1805         else if (new.freelist) {
1806                 m = M_PARTIAL;
1807                 if (!lock) {
1808                         lock = 1;
1809                         /*
1810                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1811                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1812                          * is frozen
1813                          */
1814                         spin_lock(&n->list_lock);
1815                 }
1816         } else {
1817                 m = M_FULL;
1818                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1819                         lock = 1;
1820                         /*
1821                          * This also ensures that the scanning of full
1822                          * slabs from diagnostic functions will not see
1823                          * any frozen slabs.
1824                          */
1825                         spin_lock(&n->list_lock);
1826                 }
1827         }
1828
1829         if (l != m) {
1830
1831                 if (l == M_PARTIAL)
1832
1833                         remove_partial(n, page);
1834
1835                 else if (l == M_FULL)
1836
1837                         remove_full(s, page);
1838
1839                 if (m == M_PARTIAL) {
1840
1841                         add_partial(n, page, tail);
1842                         stat(s, tail);
1843
1844                 } else if (m == M_FULL) {
1845
1846                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1847                         add_full(s, n, page);
1848
1849                 }
1850         }
1851
1852         l = m;
1853         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1854                                 old.freelist, old.counters,
1855                                 new.freelist, new.counters,
1856                                 "unfreezing slab"))
1857                 goto redo;
1858
1859         if (lock)
1860                 spin_unlock(&n->list_lock);
1861
1862         if (m == M_FREE) {
1863                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1864                 discard_slab(s, page);
1865                 stat(s, FREE_SLAB);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1871  *
1872  * This function must be called with interrupts disabled
1873  * for the cpu using c (or some other guarantee must be there
1874  * to guarantee no concurrent accesses).
1875  */
1876 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s,
1877                 struct kmem_cache_cpu *c)
1878 {
1879         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1880         struct page *page, *discard_page = NULL;
1881
1882         while ((page = c->partial)) {
1883                 struct page new;
1884                 struct page old;
1885
1886                 c->partial = page->next;
1887
1888                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1889                 if (n != n2) {
1890                         if (n)
1891                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1892
1893                         n = n2;
1894                         spin_lock(&n->list_lock);
1895                 }
1896
1897                 do {
1898
1899                         old.freelist = page->freelist;
1900                         old.counters = page->counters;
1901                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1902
1903                         new.counters = old.counters;
1904                         new.freelist = old.freelist;
1905
1906                         new.frozen = 0;
1907
1908                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1909                                 old.freelist, old.counters,
1910                                 new.freelist, new.counters,
1911                                 "unfreezing slab"));
1912
1913                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1914                         page->next = discard_page;
1915                         discard_page = page;
1916                 } else {
1917                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1918                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1919                 }
1920         }
1921
1922         if (n)
1923                 spin_unlock(&n->list_lock);
1924
1925         while (discard_page) {
1926                 page = discard_page;
1927                 discard_page = discard_page->next;
1928
1929                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1930                 discard_slab(s, page);
1931                 stat(s, FREE_SLAB);
1932         }
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1937  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1938  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1939  * onto a random cpus partial slot.
1940  *
1941  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1942  * per node partial list.
1943  */
1944 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1945 {
1946         struct page *oldpage;
1947         int pages;
1948         int pobjects;
1949
1950         do {
1951                 pages = 0;
1952                 pobjects = 0;
1953                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1954
1955                 if (oldpage) {
1956                         pobjects = oldpage->pobjects;
1957                         pages = oldpage->pages;
1958                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1959                                 unsigned long flags;
1960                                 /*
1961                                  * partial array is full. Move the existing
1962                                  * set to the per node partial list.
1963                                  */
1964                                 local_irq_save(flags);
1965                                 unfreeze_partials(s, this_cpu_ptr(s->cpu_slab));
1966                                 local_irq_restore(flags);
1967                                 oldpage = NULL;
1968                                 pobjects = 0;
1969                                 pages = 0;
1970                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1971                         }
1972                 }
1973
1974                 pages++;
1975                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1976
1977                 page->pages = pages;
1978                 page->pobjects = pobjects;
1979                 page->next = oldpage;
1980
1981         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1982         return pobjects;
1983 }
1984
1985 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1986 {
1987         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1988         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1989
1990         c->tid = next_tid(c->tid);
1991         c->page = NULL;
1992         c->freelist = NULL;
1993 }
1994
1995 /*
1996  * Flush cpu slab.
1997  *
1998  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1999  */
2000 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2001 {
2002         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2003
2004         if (likely(c)) {
2005                 if (c->page)
2006                         flush_slab(s, c);
2007
2008                 unfreeze_partials(s, c);
2009         }
2010 }
2011
2012 static void flush_cpu_slab(void *d)
2013 {
2014         struct kmem_cache *s = d;
2015
2016         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2017 }
2018
2019 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2020 {
2021         struct kmem_cache *s = info;
2022         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2023
2024         return c->page || c->partial;
2025 }
2026
2027 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2028 {
2029         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2034  * locality expectations.
2035  */
2036 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2037 {
2038 #ifdef CONFIG_NUMA
2039         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2040                 return 0;
2041 #endif
2042         return 1;
2043 }
2044
2045 static int count_free(struct page *page)
2046 {
2047         return page->objects - page->inuse;
2048 }
2049
2050 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2051                                         int (*get_count)(struct page *))
2052 {
2053         unsigned long flags;
2054         unsigned long x = 0;
2055         struct page *page;
2056
2057         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2058         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2059                 x += get_count(page);
2060         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2061         return x;
2062 }
2063
2064 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2065 {
2066 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2067         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2068 #else
2069         return 0;
2070 #endif
2071 }
2072
2073 static noinline void
2074 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2075 {
2076         int node;
2077
2078         printk(KERN_WARNING
2079                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2080                 nid, gfpflags);
2081         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2082                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2083                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2084
2085         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2086                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2087                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2088
2089         for_each_online_node(node) {
2090                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2091                 unsigned long nr_slabs;
2092                 unsigned long nr_objs;
2093                 unsigned long nr_free;
2094
2095                 if (!n)
2096                         continue;
2097
2098                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2099                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2100                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2101
2102                 printk(KERN_WARNING
2103                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2104                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2105         }
2106 }
2107
2108 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2109                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2110 {
2111         void *freelist;
2112         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2113         struct page *page;
2114
2115         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2116
2117         if (freelist)
2118                 return freelist;
2119
2120         page = new_slab(s, flags, node);
2121         if (page) {
2122                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2123                 if (c->page)
2124                         flush_slab(s, c);
2125
2126                 /*
2127                  * No other reference to the page yet so we can
2128                  * muck around with it freely without cmpxchg
2129                  */
2130                 freelist = page->freelist;
2131                 page->freelist = NULL;
2132
2133                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2134                 c->page = page;
2135                 *pc = c;
2136         } else
2137                 freelist = NULL;
2138
2139         return freelist;
2140 }
2141
2142 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2143 {
2144         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2145                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2146
2147         return true;
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2152  * or deactivate the page.
2153  *
2154  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2155  *
2156  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2157  *
2158  * This function must be called with interrupt disabled.
2159  */
2160 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2161 {
2162         struct page new;
2163         unsigned long counters;
2164         void *freelist;
2165
2166         do {
2167                 freelist = page->freelist;
2168                 counters = page->counters;
2169
2170                 new.counters = counters;
2171                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2172
2173                 new.inuse = page->objects;
2174                 new.frozen = freelist != NULL;
2175
2176         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2177                 freelist, counters,
2178                 NULL, new.counters,
2179                 "get_freelist"));
2180
2181         return freelist;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2186  * debugging duties.
2187  *
2188  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2189  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2190  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2191  *
2192  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2193  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2194  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2195  *
2196  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2197  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2198  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2199  */
2200 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2201                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2202 {
2203         void *freelist;
2204         struct page *page;
2205         unsigned long flags;
2206
2207         local_irq_save(flags);
2208 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2209         /*
2210          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2211          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2212          * pointer.
2213          */
2214         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2215 #endif
2216
2217         page = c->page;
2218         if (!page)
2219                 goto new_slab;
2220 redo:
2221
2222         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2223                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2224                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2225                 c->page = NULL;
2226                 c->freelist = NULL;
2227                 goto new_slab;
2228         }
2229
2230         /*
2231          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2232          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2233          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2234          */
2235         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2236                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2237                 c->page = NULL;
2238                 c->freelist = NULL;
2239                 goto new_slab;
2240         }
2241
2242         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2243         freelist = c->freelist;
2244         if (freelist)
2245                 goto load_freelist;
2246
2247         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2248
2249         freelist = get_freelist(s, page);
2250
2251         if (!freelist) {
2252                 c->page = NULL;
2253                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2254                 goto new_slab;
2255         }
2256
2257         stat(s, ALLOC_REFILL);
2258
2259 load_freelist:
2260         /*
2261          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2262          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2263          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2264          */
2265         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2266         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2267         c->tid = next_tid(c->tid);
2268         local_irq_restore(flags);
2269         return freelist;
2270
2271 new_slab:
2272
2273         if (c->partial) {
2274                 page = c->page = c->partial;
2275                 c->partial = page->next;
2276                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2277                 c->freelist = NULL;
2278                 goto redo;
2279         }
2280
2281         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2282
2283         if (unlikely(!freelist)) {
2284                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2285                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2286
2287                 local_irq_restore(flags);
2288                 return NULL;
2289         }
2290
2291         page = c->page;
2292         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2293                 goto load_freelist;
2294
2295         /* Only entered in the debug case */
2296         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2297                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2298
2299         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2300         c->page = NULL;
2301         c->freelist = NULL;
2302         local_irq_restore(flags);
2303         return freelist;
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2308  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2309  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2310  *
2311  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2312  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2313  *
2314  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2315  */
2316 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2317                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2318 {
2319         void **object;
2320         struct kmem_cache_cpu *c;
2321         struct page *page;
2322         unsigned long tid;
2323
2324         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2325                 return NULL;
2326
2327 redo:
2328
2329         /*
2330          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2331          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2332          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2333          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2334          */
2335         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2336
2337         /*
2338          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2339          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2340          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2341          * linked list in between.
2342          */
2343         tid = c->tid;
2344         barrier();
2345
2346         object = c->freelist;
2347         page = c->page;
2348         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2349                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2350
2351         else {
2352                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2353
2354                 /*
2355                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2356                  * operation and if we are on the right processor.
2357                  *
2358                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2359                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2360                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2361                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2362                  *
2363                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2364                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2365                  */
2366                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2367                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2368                                 object, tid,
2369                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2370
2371                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2372                         goto redo;
2373                 }
2374                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2375                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2376         }
2377
2378         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2379                 memset(object, 0, s->object_size);
2380
2381         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2382
2383         return object;
2384 }
2385
2386 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2387                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2388 {
2389         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2390 }
2391
2392 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2393 {
2394         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2395
2396         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2397
2398         return ret;
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2401
2402 #ifdef CONFIG_TRACING
2403 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2404 {
2405         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2406         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2407         return ret;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2410
2411 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2412 {
2413         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2414         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2415         return ret;
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2418 #endif
2419
2420 #ifdef CONFIG_NUMA
2421 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2422 {
2423         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2424
2425         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2426                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2427
2428         return ret;
2429 }
2430 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2431
2432 #ifdef CONFIG_TRACING
2433 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2434                                     gfp_t gfpflags,
2435                                     int node, size_t size)
2436 {
2437         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2438
2439         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2440                            size, s->size, gfpflags, node);
2441         return ret;
2442 }
2443 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2444 #endif
2445 #endif
2446
2447 /*
2448  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2449  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2450  *
2451  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2452  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2453  * handling required then we can return immediately.
2454  */
2455 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2456                         void *x, unsigned long addr)
2457 {
2458         void *prior;
2459         void **object = (void *)x;
2460         int was_frozen;
2461         struct page new;
2462         unsigned long counters;
2463         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2464         unsigned long uninitialized_var(flags);
2465
2466         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2467
2468         if (kmem_cache_debug(s) &&
2469                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2470                 return;
2471
2472         do {
2473                 if (unlikely(n)) {
2474                         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2475                         n = NULL;
2476                 }
2477                 prior = page->freelist;
2478                 counters = page->counters;
2479                 set_freepointer(s, object, prior);
2480                 new.counters = counters;
2481                 was_frozen = new.frozen;
2482                 new.inuse--;
2483                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen) {
2484
2485                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2486
2487                                 /*
2488                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2489                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2490                                  */
2491                                 new.frozen = 1;
2492
2493                         else { /* Needs to be taken off a list */
2494
2495                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2496                                 /*
2497                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2498                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2499                                  * drop the list_lock without any processing.
2500                                  *
2501                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2502                                  * other processors updating the list of slabs.
2503                                  */
2504                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2505
2506                         }
2507                 }
2508
2509         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2510                 prior, counters,
2511                 object, new.counters,
2512                 "__slab_free"));
2513
2514         if (likely(!n)) {
2515
2516                 /*
2517                  * If we just froze the page then put it onto the
2518                  * per cpu partial list.
2519                  */
2520                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2521                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2522                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2523                 }
2524                 /*
2525                  * The list lock was not taken therefore no list
2526                  * activity can be necessary.
2527                  */
2528                 if (was_frozen)
2529                         stat(s, FREE_FROZEN);
2530                 return;
2531         }
2532
2533         if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2534                 goto slab_empty;
2535
2536         /*
2537          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2538          * then add it.
2539          */
2540         if (kmem_cache_debug(s) && unlikely(!prior)) {
2541                 remove_full(s, page);
2542                 add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2543                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2544         }
2545         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2546         return;
2547
2548 slab_empty:
2549         if (prior) {
2550                 /*
2551                  * Slab on the partial list.
2552                  */
2553                 remove_partial(n, page);
2554                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2555         } else
2556                 /* Slab must be on the full list */
2557                 remove_full(s, page);
2558
2559         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2560         stat(s, FREE_SLAB);
2561         discard_slab(s, page);
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2566  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2567  *
2568  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2569  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2570  * the item before.
2571  *
2572  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2573  * with all sorts of special processing.
2574  */
2575 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2576                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2577 {
2578         void **object = (void *)x;
2579         struct kmem_cache_cpu *c;
2580         unsigned long tid;
2581
2582         slab_free_hook(s, x);
2583
2584 redo:
2585         /*
2586          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2587          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2588          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2589          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2590          */
2591         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2592
2593         tid = c->tid;
2594         barrier();
2595
2596         if (likely(page == c->page)) {
2597                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2598
2599                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2600                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2601                                 c->freelist, tid,
2602                                 object, next_tid(tid)))) {
2603
2604                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2605                         goto redo;
2606                 }
2607                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2608         } else
2609                 __slab_free(s, page, x, addr);
2610
2611 }
2612
2613 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2614 {
2615         struct page *page;
2616
2617         page = virt_to_head_page(x);
2618
2619         if (kmem_cache_debug(s) && page->slab_cache != s) {
2620                 pr_err("kmem_cache_free: Wrong slab cache. %s but object"
2621                         " is from  %s\n", page->slab_cache->name, s->name);
2622                 WARN_ON_ONCE(1);
2623                 return;
2624         }
2625
2626         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2627
2628         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2629 }
2630 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2631
2632 /*
2633  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2634  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2635  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2636  * another.
2637  *
2638  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2639  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2640  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2641  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2642  * locking overhead.
2643  */
2644
2645 /*
2646  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2647  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2648  * and increases the number of allocations possible without having to
2649  * take the list_lock.
2650  */
2651 static int slub_min_order;
2652 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2653 static int slub_min_objects;
2654
2655 /*
2656  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2657  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2658  */
2659 static int slub_nomerge;
2660
2661 /*
2662  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2663  *
2664  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2665  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2666  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2667  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2668  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2669  * would be wasted.
2670  *
2671  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2672  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2673  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2674  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2675  *
2676  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2677  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2678  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2679  * of space in favor of a small page order.
2680  *
2681  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2682  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2683  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2684  * the smallest order which will fit the object.
2685  */
2686 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2687                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2688 {
2689         int order;
2690         int rem;
2691         int min_order = slub_min_order;
2692
2693         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2694                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2695
2696         for (order = max(min_order,
2697                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2698                         order <= max_order; order++) {
2699
2700                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2701
2702                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2703                         continue;
2704
2705                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2706
2707                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2708                         break;
2709
2710         }
2711
2712         return order;
2713 }
2714
2715 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2716 {
2717         int order;
2718         int min_objects;
2719         int fraction;
2720         int max_objects;
2721
2722         /*
2723          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2724          * works by first attempting to generate a layout with
2725          * the best configuration and backing off gradually.
2726          *
2727          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2728          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2729          */
2730         min_objects = slub_min_objects;
2731         if (!min_objects)
2732                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2733         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2734         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2735
2736         while (min_objects > 1) {
2737                 fraction = 16;
2738                 while (fraction >= 4) {
2739                         order = slab_order(size, min_objects,
2740                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2741                         if (order <= slub_max_order)
2742                                 return order;
2743                         fraction /= 2;
2744                 }
2745                 min_objects--;
2746         }
2747
2748         /*
2749          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2750          * lets see if we can place a single object there.
2751          */
2752         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2753         if (order <= slub_max_order)
2754                 return order;
2755
2756         /*
2757          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2758          */
2759         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2760         if (order < MAX_ORDER)
2761                 return order;
2762         return -ENOSYS;
2763 }
2764
2765 /*
2766  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2767  */
2768 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2769                 unsigned long align, unsigned long size)
2770 {
2771         /*
2772          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2773          * suggestion if the object is sufficiently large.
2774          *
2775          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2776          * alignment though. If that is greater then use it.
2777          */
2778         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2779                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2780                 while (size <= ralign / 2)
2781                         ralign /= 2;
2782                 align = max(align, ralign);
2783         }
2784
2785         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2786                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2787
2788         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2789 }
2790
2791 static void
2792 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2793 {
2794         n->nr_partial = 0;
2795         spin_lock_init(&n->list_lock);
2796         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2797 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2798         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2799         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2800         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2801 #endif
2802 }
2803
2804 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2805 {
2806         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2807                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2808
2809         /*
2810          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2811          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2812          */
2813         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2814                                      2 * sizeof(void *));
2815
2816         if (!s->cpu_slab)
2817                 return 0;
2818
2819         init_kmem_cache_cpus(s);
2820
2821         return 1;
2822 }
2823
2824 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2825
2826 /*
2827  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2828  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2829  * possible.
2830  *
2831  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2832  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2833  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2834  */
2835 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2836 {
2837         struct page *page;
2838         struct kmem_cache_node *n;
2839
2840         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2841
2842         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2843
2844         BUG_ON(!page);
2845         if (page_to_nid(page) != node) {
2846                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2847                                 "node %d\n", node);
2848                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2849                                 "in order to be able to continue\n");
2850         }
2851
2852         n = page->freelist;
2853         BUG_ON(!n);
2854         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2855         page->inuse = 1;
2856         page->frozen = 0;
2857         kmem_cache_node->node[node] = n;
2858 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2859         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2860         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2861 #endif
2862         init_kmem_cache_node(n);
2863         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2864
2865         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2866 }
2867
2868 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2869 {
2870         int node;
2871
2872         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2873                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2874
2875                 if (n)
2876                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2877
2878                 s->node[node] = NULL;
2879         }
2880 }
2881
2882 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2883 {
2884         int node;
2885
2886         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2887                 struct kmem_cache_node *n;
2888
2889                 if (slab_state == DOWN) {
2890                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2891                         continue;
2892                 }
2893                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2894                                                 GFP_KERNEL, node);
2895
2896                 if (!n) {
2897                         free_kmem_cache_nodes(s);
2898                         return 0;
2899                 }
2900
2901                 s->node[node] = n;
2902                 init_kmem_cache_node(n);
2903         }
2904         return 1;
2905 }
2906
2907 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2908 {
2909         if (min < MIN_PARTIAL)
2910                 min = MIN_PARTIAL;
2911         else if (min > MAX_PARTIAL)
2912                 min = MAX_PARTIAL;
2913         s->min_partial = min;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2918  * a slab object.
2919  */
2920 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2921 {
2922         unsigned long flags = s->flags;
2923         unsigned long size = s->object_size;
2924         unsigned long align = s->align;
2925         int order;
2926
2927         /*
2928          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2929          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2930          * the possible location of the free pointer.
2931          */
2932         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2933
2934 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2935         /*
2936          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2937          * the slab may touch the object after free or before allocation
2938          * then we should never poison the object itself.
2939          */
2940         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2941                         !s->ctor)
2942                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2943         else
2944                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2945
2946
2947         /*
2948          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2949          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2950          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2951          */
2952         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2953                 size += sizeof(void *);
2954 #endif
2955
2956         /*
2957          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2958          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2959          */
2960         s->inuse = size;
2961
2962         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2963                 s->ctor)) {
2964                 /*
2965                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2966                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2967                  * kmem_cache_free.
2968                  *
2969                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2970                  * destructor or are poisoning the objects.
2971                  */
2972                 s->offset = size;
2973                 size += sizeof(void *);
2974         }
2975
2976 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2977         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2978                 /*
2979                  * Need to store information about allocs and frees after
2980                  * the object.
2981                  */
2982                 size += 2 * sizeof(struct track);
2983
2984         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2985                 /*
2986                  * Add some empty padding so that we can catch
2987                  * overwrites from earlier objects rather than let
2988                  * tracking information or the free pointer be
2989                  * corrupted if a user writes before the start
2990                  * of the object.
2991                  */
2992                 size += sizeof(void *);
2993 #endif
2994
2995         /*
2996          * Determine the alignment based on various parameters that the
2997          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2998          * on bootup.
2999          */
3000         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
3001         s->align = align;
3002
3003         /*
3004          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3005          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3006          * each object to conform to the alignment.
3007          */
3008         size = ALIGN(size, align);
3009         s->size = size;
3010         if (forced_order >= 0)
3011                 order = forced_order;
3012         else
3013                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3014
3015         if (order < 0)
3016                 return 0;
3017
3018         s->allocflags = 0;
3019         if (order)
3020                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3021
3022         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3023                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3024
3025         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3026                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3027
3028         /*
3029          * Determine the number of objects per slab
3030          */
3031         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3032         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3033         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3034                 s->max = s->oo;
3035
3036         return !!oo_objects(s->oo);
3037
3038 }
3039
3040 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3041 {
3042         s->flags = kmem_cache_flags(s->size, flags, s->name, s->ctor);
3043         s->reserved = 0;
3044
3045         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3046                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3047
3048         if (!calculate_sizes(s, -1))
3049                 goto error;
3050         if (disable_higher_order_debug) {
3051                 /*
3052                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3053                  * order increased.
3054                  */
3055                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3056                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3057                         s->offset = 0;
3058                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3059                                 goto error;
3060                 }
3061         }
3062
3063 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3064     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3065         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3066                 /* Enable fast mode */
3067                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3068 #endif
3069
3070         /*
3071          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3072          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3073          */
3074         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3075
3076         /*
3077          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3078          * per cpu partial lists of a processor.
3079          *
3080          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3081          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3082          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3083          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3084          *
3085          * This setting also determines
3086          *
3087          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3088          *    per node list when we reach the limit.
3089          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3090          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3091          *    to keep some capacity around for frees.
3092          */
3093         if (kmem_cache_debug(s))
3094                 s->cpu_partial = 0;
3095         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3096                 s->cpu_partial = 2;
3097         else if (s->size >= 1024)
3098                 s->cpu_partial = 6;
3099         else if (s->size >= 256)
3100                 s->cpu_partial = 13;
3101         else
3102                 s->cpu_partial = 30;
3103
3104 #ifdef CONFIG_NUMA
3105         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3106 #endif
3107         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3108                 goto error;
3109
3110         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3111                 return 0;
3112
3113         free_kmem_cache_nodes(s);
3114 error:
3115         if (flags & SLAB_PANIC)
3116                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3117                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3118                         s->name, (unsigned long)s->size, s->size, oo_order(s->oo),
3119                         s->offset, flags);
3120         return -EINVAL;
3121 }
3122
3123 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3124                                                         const char *text)
3125 {
3126 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3127         void *addr = page_address(page);
3128         void *p;
3129         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3130                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3131         if (!map)
3132                 return;
3133         slab_err(s, page, text, s->name);
3134         slab_lock(page);
3135
3136         get_map(s, page, map);
3137         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3138
3139                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3140                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3141                                                         p, p - addr);
3142                         print_tracking(s, p);
3143                 }
3144         }
3145         slab_unlock(page);
3146         kfree(map);
3147 #endif
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3152  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3153  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3154  */
3155 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3156 {
3157         struct page *page, *h;
3158
3159         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3160                 if (!page->inuse) {
3161                         remove_partial(n, page);
3162                         discard_slab(s, page);
3163                 } else {
3164                         list_slab_objects(s, page,
3165                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3166                 }
3167         }
3168 }
3169
3170 /*
3171  * Release all resources used by a slab cache.
3172  */
3173 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3174 {
3175         int node;
3176
3177         flush_all(s);
3178         /* Attempt to free all objects */
3179         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3180                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3181
3182                 free_partial(s, n);
3183                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3184                         return 1;
3185         }
3186         free_percpu(s->cpu_slab);
3187         free_kmem_cache_nodes(s);
3188         return 0;
3189 }
3190
3191 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3192 {
3193         int rc = kmem_cache_close(s);
3194
3195         if (!rc)
3196                 sysfs_slab_remove(s);
3197
3198         return rc;
3199 }
3200
3201 /********************************************************************
3202  *              Kmalloc subsystem
3203  *******************************************************************/
3204
3205 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3206 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3207
3208 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3209 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3210 #endif
3211
3212 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3213 {
3214         get_option(&str, &slub_min_order);
3215
3216         return 1;
3217 }
3218
3219 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3220
3221 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3222 {
3223         get_option(&str, &slub_max_order);
3224         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3225
3226         return 1;
3227 }
3228
3229 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3230
3231 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3232 {
3233         get_option(&str, &slub_min_objects);
3234
3235         return 1;
3236 }
3237
3238 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3239
3240 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3241 {
3242         slub_nomerge = 1;
3243         return 1;
3244 }
3245
3246 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3247
3248 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3249                                                 int size, unsigned int flags)
3250 {
3251         struct kmem_cache *s;
3252
3253         s = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3254
3255         s->name = name;
3256         s->size = s->object_size = size;
3257         s->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
3258
3259         /*
3260          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3261          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3262          */
3263         if (kmem_cache_open(s, flags))
3264                 goto panic;
3265
3266         list_add(&s->list, &slab_caches);
3267         return s;
3268
3269 panic:
3270         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3271         return NULL;
3272 }
3273
3274 /*
3275  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3276  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3277  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3278  * fls.
3279  */
3280 static s8 size_index[24] = {
3281         3,      /* 8 */
3282         4,      /* 16 */
3283         5,      /* 24 */
3284         5,      /* 32 */
3285         6,      /* 40 */
3286         6,      /* 48 */
3287         6,      /* 56 */
3288         6,      /* 64 */
3289         1,      /* 72 */
3290         1,      /* 80 */
3291         1,      /* 88 */
3292         1,      /* 96 */
3293         7,      /* 104 */
3294         7,      /* 112 */
3295         7,      /* 120 */
3296         7,      /* 128 */
3297         2,      /* 136 */
3298         2,      /* 144 */
3299         2,      /* 152 */
3300         2,      /* 160 */
3301         2,      /* 168 */
3302         2,      /* 176 */
3303         2,      /* 184 */
3304         2       /* 192 */
3305 };
3306
3307 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3308 {
3309         return (bytes - 1) / 8;
3310 }
3311
3312 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3313 {
3314         int index;
3315
3316         if (size <= 192) {
3317                 if (!size)
3318                         return ZERO_SIZE_PTR;
3319
3320                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3321         } else
3322                 index = fls(size - 1);
3323
3324 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3325         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3326                 return kmalloc_dma_caches[index];
3327
3328 #endif
3329         return kmalloc_caches[index];
3330 }
3331
3332 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3333 {
3334         struct kmem_cache *s;
3335         void *ret;
3336
3337         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3338                 return kmalloc_large(size, flags);
3339
3340         s = get_slab(size, flags);
3341
3342         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3343                 return s;
3344
3345         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3346
3347         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3348
3349         return ret;
3350 }
3351 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3352
3353 #ifdef CONFIG_NUMA
3354 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3355 {
3356         struct page *page;
3357         void *ptr = NULL;
3358
3359         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3360         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3361         if (page)
3362                 ptr = page_address(page);
3363
3364         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3365         return ptr;
3366 }
3367
3368 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3369 {
3370         struct kmem_cache *s;
3371         void *ret;
3372
3373         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3374                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3375
3376                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3377                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3378                                    flags, node);
3379
3380                 return ret;
3381         }
3382
3383         s = get_slab(size, flags);
3384
3385         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3386                 return s;
3387
3388         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3389
3390         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3391
3392         return ret;
3393 }
3394 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3395 #endif
3396
3397 size_t ksize(const void *object)
3398 {
3399         struct page *page;
3400
3401         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3402                 return 0;
3403
3404         page = virt_to_head_page(object);
3405
3406         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3407                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3408                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3409         }
3410
3411         return slab_ksize(page->slab_cache);
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3414
3415 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3416 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3417 {
3418         struct page *page;
3419         void *object = (void *)x;
3420         unsigned long flags;
3421         bool rv;
3422
3423         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3424                 return false;
3425
3426         local_irq_save(flags);
3427
3428         page = virt_to_head_page(x);
3429         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3430                 /* maybe it was from stack? */
3431                 rv = true;
3432                 goto out_unlock;
3433         }
3434
3435         slab_lock(page);
3436         if (on_freelist(page->slab_cache, page, object)) {
3437                 object_err(page->slab_cache, page, object, "Object is on free-list");
3438                 rv = false;
3439         } else {
3440                 rv = true;
3441         }
3442         slab_unlock(page);
3443
3444 out_unlock:
3445         local_irq_restore(flags);
3446         return rv;
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3449 #endif
3450
3451 void kfree(const void *x)
3452 {
3453         struct page *page;
3454         void *object = (void *)x;
3455
3456         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3457
3458         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3459                 return;
3460
3461         page = virt_to_head_page(x);
3462         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3463                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3464                 kmemleak_free(x);
3465                 __free_pages(page, compound_order(page));
3466                 return;
3467         }
3468         slab_free(page->slab_cache, page, object, _RET_IP_);
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3471
3472 /*
3473  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3474  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3475  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3476  * and thus they can be removed from the partial lists.
3477  *
3478  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3479  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3480  * are freed in them.
3481  */
3482 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3483 {
3484         int node;
3485         int i;
3486         struct kmem_cache_node *n;
3487         struct page *page;
3488         struct page *t;
3489         int objects = oo_objects(s->max);
3490         struct list_head *slabs_by_inuse =
3491                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3492         unsigned long flags;
3493
3494         if (!slabs_by_inuse)
3495                 return -ENOMEM;
3496
3497         flush_all(s);
3498         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3499                 n = get_node(s, node);
3500
3501                 if (!n->nr_partial)
3502                         continue;
3503
3504                 for (i = 0; i < objects; i++)
3505                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3506
3507                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3508
3509                 /*
3510                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3511                  *
3512                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3513                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3514                  */
3515                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3516                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3517                         if (!page->inuse)
3518                                 n->nr_partial--;
3519                 }
3520
3521                 /*
3522                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3523                  * first and the least used slabs at the end.
3524                  */
3525                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3526                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3527
3528                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3529
3530                 /* Release empty slabs */
3531                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3532                         discard_slab(s, page);
3533         }
3534
3535         kfree(slabs_by_inuse);
3536         return 0;
3537 }
3538 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3539
3540 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3541 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3542 {
3543         struct kmem_cache *s;
3544
3545         mutex_lock(&slab_mutex);
3546         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3547                 kmem_cache_shrink(s);
3548         mutex_unlock(&slab_mutex);
3549
3550         return 0;
3551 }
3552
3553 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3554 {
3555         struct kmem_cache_node *n;
3556         struct kmem_cache *s;
3557         struct memory_notify *marg = arg;
3558         int offline_node;
3559
3560         offline_node = marg->status_change_nid;
3561
3562         /*
3563          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3564          * for it yet.
3565          */
3566         if (offline_node < 0)
3567                 return;
3568
3569         mutex_lock(&slab_mutex);
3570         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3571                 n = get_node(s, offline_node);
3572                 if (n) {
3573                         /*
3574                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3575                          * that is going down. We were unable to free them,
3576                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3577                          * callback. So, we must fail.
3578                          */
3579                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3580
3581                         s->node[offline_node] = NULL;
3582                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3583                 }
3584         }
3585         mutex_unlock(&slab_mutex);
3586 }
3587
3588 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3589 {
3590         struct kmem_cache_node *n;
3591         struct kmem_cache *s;
3592         struct memory_notify *marg = arg;
3593         int nid = marg->status_change_nid;
3594         int ret = 0;
3595
3596         /*
3597          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3598          * already created. Nothing to do.
3599          */
3600         if (nid < 0)
3601                 return 0;
3602
3603         /*
3604          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3605          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3606          * online.
3607          */
3608         mutex_lock(&slab_mutex);
3609         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3610                 /*
3611                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3612                  *      since memory is not yet available from the node that
3613                  *      is brought up.
3614                  */
3615                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3616                 if (!n) {
3617                         ret = -ENOMEM;
3618                         goto out;
3619                 }
3620                 init_kmem_cache_node(n);
3621                 s->node[nid] = n;
3622         }
3623 out:
3624         mutex_unlock(&slab_mutex);
3625         return ret;
3626 }
3627
3628 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3629                                 unsigned long action, void *arg)
3630 {
3631         int ret = 0;
3632
3633         switch (action) {
3634         case MEM_GOING_ONLINE:
3635                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3636                 break;
3637         case MEM_GOING_OFFLINE:
3638                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3639                 break;
3640         case MEM_OFFLINE:
3641         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3642                 slab_mem_offline_callback(arg);
3643                 break;
3644         case MEM_ONLINE:
3645         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3646                 break;
3647         }
3648         if (ret)
3649                 ret = notifier_from_errno(ret);
3650         else
3651                 ret = NOTIFY_OK;
3652         return ret;
3653 }
3654
3655 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3656
3657 /********************************************************************
3658  *                      Basic setup of slabs
3659  *******************************************************************/
3660
3661 /*
3662  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3663  * the page allocator
3664  */
3665
3666 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3667 {
3668         int node;
3669
3670         list_add(&s->list, &slab_caches);
3671         s->refcount = -1;
3672
3673         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3674                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3675                 struct page *p;
3676
3677                 if (n) {
3678                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3679                                 p->slab_cache = s;
3680
3681 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3682                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3683                                 p->slab_cache = s;
3684 #endif
3685                 }
3686         }
3687 }
3688
3689 void __init kmem_cache_init(void)
3690 {
3691         int i;
3692         int caches = 0;
3693         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3694         int order;
3695         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3696         unsigned long kmalloc_size;
3697
3698         if (debug_guardpage_minorder())
3699                 slub_max_order = 0;
3700
3701         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3702                         nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3703
3704         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3705         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3706         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3707         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT | __GFP_ZERO, order);
3708
3709         /*
3710          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3711          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3712          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3713          */
3714         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3715
3716         kmem_cache_node->name = "kmem_cache_node";
3717         kmem_cache_node->size = kmem_cache_node->object_size =
3718                 sizeof(struct kmem_cache_node);
3719         kmem_cache_open(kmem_cache_node, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
3720
3721         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3722
3723         /* Able to allocate the per node structures */
3724         slab_state = PARTIAL;
3725
3726         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3727         kmem_cache->name = "kmem_cache";
3728         kmem_cache->size = kmem_cache->object_size = kmem_size;
3729         kmem_cache_open(kmem_cache, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC);
3730
3731         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3732         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3733
3734         /*
3735          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3736          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3737          * update any list pointers.
3738          */
3739         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3740
3741         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3742         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3743
3744         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3745
3746         caches++;
3747         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3748         caches++;
3749         /* Free temporary boot structure */
3750         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3751
3752         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3753
3754         /*
3755          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3756          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3757          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3758          *
3759          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3760          * handle the index determination for the smaller caches.
3761          *
3762          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3763          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3764          */
3765         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3766                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3767
3768         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3769                 int elem = size_index_elem(i);
3770                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3771                         break;
3772                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3773         }
3774
3775         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3776                 /*
3777                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3778                  * is 64 byte.
3779                  */
3780                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3781                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3782         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3783                 /*
3784                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3785                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3786                  * instead.
3787                  */
3788                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3789                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3790         }
3791
3792         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3793         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3794                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3795                 caches++;
3796         }
3797
3798         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3799                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3800                 caches++;
3801         }
3802
3803         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3804                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3805                 caches++;
3806         }
3807
3808         slab_state = UP;
3809
3810         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3811         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3812                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3813                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3814         }
3815
3816         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3817                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3818                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3819         }
3820
3821         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3822                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3823
3824                 BUG_ON(!s);
3825                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3826         }
3827
3828 #ifdef CONFIG_SMP
3829         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3830 #endif
3831
3832 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3833         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3834                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3835
3836                 if (s && s->size) {
3837                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3838                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3839
3840                         BUG_ON(!name);
3841                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3842                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3843                 }
3844         }
3845 #endif
3846         printk(KERN_INFO
3847                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3848                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3849                 caches, cache_line_size(),
3850                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3851                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3852 }
3853
3854 void __init kmem_cache_init_late(void)
3855 {
3856 }
3857
3858 /*
3859  * Find a mergeable slab cache
3860  */
3861 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3862 {
3863         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3864                 return 1;
3865
3866         if (s->ctor)
3867                 return 1;
3868
3869         /*
3870          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3871          */
3872         if (s->refcount < 0)
3873                 return 1;
3874
3875         return 0;
3876 }
3877
3878 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3879                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3880                 void (*ctor)(void *))
3881 {
3882         struct kmem_cache *s;
3883
3884         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3885                 return NULL;
3886
3887         if (ctor)
3888                 return NULL;
3889
3890         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3891         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3892         size = ALIGN(size, align);
3893         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3894
3895         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3896                 if (slab_unmergeable(s))
3897                         continue;
3898
3899                 if (size > s->size)
3900                         continue;
3901
3902                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3903                                 continue;
3904                 /*
3905                  * Check if alignment is compatible.
3906                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3907                  */
3908                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3909                         continue;
3910
3911                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3912                         continue;
3913
3914                 return s;
3915         }
3916         return NULL;
3917 }
3918
3919 struct kmem_cache *__kmem_cache_alias(const char *name, size_t size,
3920                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3921 {
3922         struct kmem_cache *s;
3923
3924         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3925         if (s) {
3926                 s->refcount++;
3927                 /*
3928                  * Adjust the object sizes so that we clear
3929                  * the complete object on kzalloc.
3930                  */
3931                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3932                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3933
3934                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3935                         s->refcount--;
3936                         s = NULL;
3937                 }
3938         }
3939
3940         return s;
3941 }
3942
3943 int __kmem_cache_create(struct kmem_cache *s, unsigned long flags)
3944 {
3945         int err;
3946
3947         err = kmem_cache_open(s, flags);
3948         if (err)
3949                 return err;
3950
3951         mutex_unlock(&slab_mutex);
3952         err = sysfs_slab_add(s);
3953         mutex_lock(&slab_mutex);
3954
3955         if (err)
3956                 kmem_cache_close(s);
3957
3958         return err;
3959 }
3960
3961 #ifdef CONFIG_SMP
3962 /*
3963  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3964  * necessary.
3965  */
3966 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3967                 unsigned long action, void *hcpu)
3968 {
3969         long cpu = (long)hcpu;
3970         struct kmem_cache *s;
3971         unsigned long flags;
3972
3973         switch (action) {
3974         case CPU_UP_CANCELED:
3975         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3976         case CPU_DEAD:
3977         case CPU_DEAD_FROZEN:
3978                 mutex_lock(&slab_mutex);
3979                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3980                         local_irq_save(flags);
3981                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3982                         local_irq_restore(flags);
3983                 }
3984                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3985                 break;
3986         default:
3987                 break;
3988         }
3989         return NOTIFY_OK;
3990 }
3991
3992 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3993         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3994 };
3995
3996 #endif
3997
3998 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3999 {
4000         struct kmem_cache *s;
4001         void *ret;
4002
4003         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4004                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4005
4006         s = get_slab(size, gfpflags);
4007
4008         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4009                 return s;
4010
4011         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4012
4013         /* Honor the call site pointer we received. */
4014         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4015
4016         return ret;
4017 }
4018
4019 #ifdef CONFIG_NUMA
4020 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4021                                         int node, unsigned long caller)
4022 {
4023         struct kmem_cache *s;
4024         void *ret;
4025
4026         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4027                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4028
4029                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4030                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4031                                    gfpflags, node);
4032
4033                 return ret;
4034         }
4035
4036         s = get_slab(size, gfpflags);
4037
4038         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4039                 return s;
4040
4041         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4042
4043         /* Honor the call site pointer we received. */
4044         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4045
4046         return ret;
4047 }
4048 #endif
4049
4050 #ifdef CONFIG_SYSFS
4051 static int count_inuse(struct page *page)
4052 {
4053         return page->inuse;
4054 }
4055
4056 static int count_total(struct page *page)
4057 {
4058         return page->objects;
4059 }
4060 #endif
4061
4062 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4063 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4064                                                 unsigned long *map)
4065 {
4066         void *p;
4067         void *addr = page_address(page);
4068
4069         if (!check_slab(s, page) ||
4070                         !on_freelist(s, page, NULL))
4071                 return 0;
4072
4073         /* Now we know that a valid freelist exists */
4074         bitmap_zero(map, page->objects);
4075
4076         get_map(s, page, map);
4077         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4078                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4079                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4080                                 return 0;
4081         }
4082
4083         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4084                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4085                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4086                                 return 0;
4087         return 1;
4088 }
4089
4090 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4091                                                 unsigned long *map)
4092 {
4093         slab_lock(page);
4094         validate_slab(s, page, map);
4095         slab_unlock(page);
4096 }
4097
4098 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4099                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4100 {
4101         unsigned long count = 0;
4102         struct page *page;
4103         unsigned long flags;
4104
4105         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4106
4107         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4108                 validate_slab_slab(s, page, map);
4109                 count++;
4110         }
4111         if (count != n->nr_partial)
4112                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4113                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4114
4115         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4116                 goto out;
4117
4118         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4119                 validate_slab_slab(s, page, map);
4120                 count++;
4121         }
4122         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4123                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4124                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4125                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4126
4127 out:
4128         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4129         return count;
4130 }
4131
4132 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4133 {
4134         int node;
4135         unsigned long count = 0;
4136         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4137                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4138
4139         if (!map)
4140                 return -ENOMEM;
4141
4142         flush_all(s);
4143         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4144                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4145
4146                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4147         }
4148         kfree(map);
4149         return count;
4150 }
4151 /*
4152  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4153  * and freed.
4154  */
4155
4156 struct location {
4157         unsigned long count;
4158         unsigned long addr;
4159         long long sum_time;
4160         long min_time;
4161         long max_time;
4162         long min_pid;
4163         long max_pid;
4164         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4165         nodemask_t nodes;
4166 };
4167
4168 struct loc_track {
4169         unsigned long max;
4170         unsigned long count;
4171         struct location *loc;
4172 };
4173
4174 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4175 {
4176         if (t->max)
4177                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4178                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4179 }
4180
4181 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4182 {
4183         struct location *l;
4184         int order;
4185
4186         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4187
4188         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4189         if (!l)
4190                 return 0;
4191
4192         if (t->count) {
4193                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4194                 free_loc_track(t);
4195         }
4196         t->max = max;
4197         t->loc = l;
4198         return 1;
4199 }
4200
4201 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4202                                 const struct track *track)
4203 {
4204         long start, end, pos;
4205         struct location *l;
4206         unsigned long caddr;
4207         unsigned long age = jiffies - track->when;
4208
4209         start = -1;
4210         end = t->count;
4211
4212         for ( ; ; ) {
4213                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4214
4215                 /*
4216                  * There is nothing at "end". If we end up there
4217                  * we need to add something to before end.
4218                  */
4219                 if (pos == end)
4220                         break;
4221
4222                 caddr = t->loc[pos].addr;
4223                 if (track->addr == caddr) {
4224
4225                         l = &t->loc[pos];
4226                         l->count++;
4227                         if (track->when) {
4228                                 l->sum_time += age;
4229                                 if (age < l->min_time)
4230                                         l->min_time = age;
4231                                 if (age > l->max_time)
4232                                         l->max_time = age;
4233
4234                                 if (track->pid < l->min_pid)
4235                                         l->min_pid = track->pid;
4236                                 if (track->pid > l->max_pid)
4237                                         l->max_pid = track->pid;
4238
4239                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4240                                                 to_cpumask(l->cpus));
4241                         }
4242                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4243                         return 1;
4244                 }
4245
4246                 if (track->addr < caddr)
4247                         end = pos;
4248                 else
4249                         start = pos;
4250         }
4251
4252         /*
4253          * Not found. Insert new tracking element.
4254          */
4255         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4256                 return 0;
4257
4258         l = t->loc + pos;
4259         if (pos < t->count)
4260                 memmove(l + 1, l,
4261                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4262         t->count++;
4263         l->count = 1;
4264         l->addr = track->addr;
4265         l->sum_time = age;
4266         l->min_time = age;
4267         l->max_time = age;
4268         l->min_pid = track->pid;
4269         l->max_pid = track->pid;
4270         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4271         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4272         nodes_clear(l->nodes);
4273         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4274         return 1;
4275 }
4276
4277 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4278                 struct page *page, enum track_item alloc,
4279                 unsigned long *map)
4280 {
4281         void *addr = page_address(page);
4282         void *p;
4283
4284         bitmap_zero(map, page->objects);
4285         get_map(s, page, map);
4286
4287         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4288                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4289                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4290 }
4291
4292 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4293                                         enum track_item alloc)
4294 {
4295         int len = 0;
4296         unsigned long i;
4297         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4298         int node;
4299         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4300                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4301
4302         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4303                                      GFP_TEMPORARY)) {
4304                 kfree(map);
4305                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4306         }
4307         /* Push back cpu slabs */
4308         flush_all(s);
4309
4310         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4311                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4312                 unsigned long flags;
4313                 struct page *page;
4314
4315                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4316                         continue;
4317
4318                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4319                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4320                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4321                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4322                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4323                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4324         }
4325
4326         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4327                 struct location *l = &t.loc[i];
4328
4329                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4330                         break;
4331                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4332
4333                 if (l->addr)
4334                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4335                 else
4336                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4337
4338                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4339                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4340                                 l->min_time,
4341                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4342                                 l->max_time);
4343                 } else
4344                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4345                                 l->min_time);
4346
4347                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4348                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4349                                 l->min_pid, l->max_pid);
4350                 else
4351                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4352                                 l->min_pid);
4353
4354                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4355                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4356                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4357                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4358                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4359                                                  to_cpumask(l->cpus));
4360                 }
4361
4362                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4363                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4364                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4365                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4366                                         l->nodes);
4367                 }
4368
4369                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4370         }
4371
4372         free_loc_track(&t);
4373         kfree(map);
4374         if (!t.count)
4375                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4376         return len;
4377 }
4378 #endif
4379
4380 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4381 static void resiliency_test(void)
4382 {
4383         u8 *p;
4384
4385         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4386
4387         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4388         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4389         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4390
4391         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4392         p[16] = 0x12;
4393         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4394                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4395
4396         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4397
4398         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4399         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4400         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4401         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4402                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4403         printk(KERN_ERR
4404                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4405
4406         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4407         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4408         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4409         *p = 0x56;
4410         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4411                                                                         p);
4412         printk(KERN_ERR
4413                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4414         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4415
4416         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4417         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4418         kfree(p);
4419         *p = 0x78;
4420         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4421         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4422
4423         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4424         kfree(p);
4425         p[50] = 0x9a;
4426         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4427                         p);
4428         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4429
4430         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4431         kfree(p);
4432         p[512] = 0xab;
4433         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4434         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4435 }
4436 #else
4437 #ifdef CONFIG_SYSFS
4438 static void resiliency_test(void) {};
4439 #endif
4440 #endif
4441
4442 #ifdef CONFIG_SYSFS
4443 enum slab_stat_type {
4444         SL_ALL,                 /* All slabs */
4445         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4446         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4447         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4448         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4449 };
4450
4451 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4452 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4453 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4454 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4455 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4456
4457 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4458                             char *buf, unsigned long flags)
4459 {
4460         unsigned long total = 0;
4461         int node;
4462         int x;
4463         unsigned long *nodes;
4464         unsigned long *per_cpu;
4465
4466         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4467         if (!nodes)
4468                 return -ENOMEM;
4469         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4470
4471         if (flags & SO_CPU) {
4472                 int cpu;
4473
4474                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4475                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4476                         int node;
4477                         struct page *page;
4478
4479                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4480                         if (!page)
4481                                 continue;
4482
4483                         node = page_to_nid(page);
4484                         if (flags & SO_TOTAL)
4485                                 x = page->objects;
4486                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4487                                 x = page->inuse;
4488                         else
4489                                 x = 1;
4490
4491                         total += x;
4492                         nodes[node] += x;
4493
4494                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4495                         if (page) {
4496                                 x = page->pobjects;
4497                                 total += x;
4498                                 nodes[node] += x;
4499                         }
4500
4501                         per_cpu[node]++;
4502                 }
4503         }
4504
4505         lock_memory_hotplug();
4506 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4507         if (flags & SO_ALL) {
4508                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4509                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4510
4511                 if (flags & SO_TOTAL)
4512                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4513                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4514                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4515                                 count_partial(n, count_free);
4516
4517                         else
4518                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4519                         total += x;
4520                         nodes[node] += x;
4521                 }
4522
4523         } else
4524 #endif
4525         if (flags & SO_PARTIAL) {
4526                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4527                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4528
4529                         if (flags & SO_TOTAL)
4530                                 x = count_partial(n, count_total);
4531                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4532                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4533                         else
4534                                 x = n->nr_partial;
4535                         total += x;
4536                         nodes[node] += x;
4537                 }
4538         }
4539         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4540 #ifdef CONFIG_NUMA
4541         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4542                 if (nodes[node])
4543                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4544                                         node, nodes[node]);
4545 #endif
4546         unlock_memory_hotplug();
4547         kfree(nodes);
4548         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4549 }
4550
4551 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4552 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4553 {
4554         int node;
4555
4556         for_each_online_node(node) {
4557                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4558
4559                 if (!n)
4560                         continue;
4561
4562                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4563                         return 1;
4564         }
4565         return 0;
4566 }
4567 #endif
4568
4569 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4570 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4571
4572 struct slab_attribute {
4573         struct attribute attr;
4574         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4575         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4576 };
4577
4578 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4579         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4580         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4581
4582 #define SLAB_ATTR(_name) \
4583         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4584         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4585
4586 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4587 {
4588         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4589 }
4590 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4591
4592 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4593 {
4594         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4595 }
4596 SLAB_ATTR_RO(align);
4597
4598 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4599 {
4600         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4601 }
4602 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4603
4604 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4607 }
4608 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4609
4610 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4611                                 const char *buf, size_t length)
4612 {
4613         unsigned long order;
4614         int err;
4615
4616         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4617         if (err)
4618                 return err;
4619
4620         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4621                 return -EINVAL;
4622
4623         calculate_sizes(s, order);
4624         return length;
4625 }
4626
4627 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4628 {
4629         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4630 }
4631 SLAB_ATTR(order);
4632
4633 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4634 {
4635         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4636 }
4637
4638 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4639                                  size_t length)
4640 {
4641         unsigned long min;
4642         int err;
4643
4644         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4645         if (err)
4646                 return err;
4647
4648         set_min_partial(s, min);
4649         return length;
4650 }
4651 SLAB_ATTR(min_partial);
4652
4653 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4654 {
4655         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4656 }
4657
4658 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4659                                  size_t length)
4660 {
4661         unsigned long objects;
4662         int err;
4663
4664         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4665         if (err)
4666                 return err;
4667         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4668                 return -EINVAL;
4669
4670         s->cpu_partial = objects;
4671         flush_all(s);
4672         return length;
4673 }
4674 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4675
4676 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4677 {
4678         if (!s->ctor)
4679                 return 0;
4680         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4681 }
4682 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4683
4684 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4685 {
4686         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4687 }
4688 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4689
4690 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4691 {
4692         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4693 }
4694 SLAB_ATTR_RO(partial);
4695
4696 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4697 {
4698         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4699 }
4700 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4701
4702 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4703 {
4704         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4705 }
4706 SLAB_ATTR_RO(objects);
4707
4708 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4709 {
4710         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4711 }
4712 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4713
4714 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4715 {
4716         int objects = 0;
4717         int pages = 0;
4718         int cpu;
4719         int len;
4720
4721         for_each_online_cpu(cpu) {
4722                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4723
4724                 if (page) {
4725                         pages += page->pages;
4726                         objects += page->pobjects;
4727                 }
4728         }
4729
4730         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4731
4732 #ifdef CONFIG_SMP
4733         for_each_online_cpu(cpu) {
4734                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4735
4736                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4737                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4738                                 page->pobjects, page->pages);
4739         }
4740 #endif
4741         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4742 }
4743 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4744
4745 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4746 {
4747         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4748 }
4749
4750 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4751                                 const char *buf, size_t length)
4752 {
4753         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4754         if (buf[0] == '1')
4755                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4756         return length;
4757 }
4758 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4759
4760 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4761 {
4762         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4763 }
4764 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4765
4766 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4767 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4768 {
4769         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4770 }
4771 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4772 #endif
4773
4774 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4775 {
4776         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4777 }
4778 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4779
4780 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4781 {
4782         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4783 }
4784 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4785
4786 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4787 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4788 {
4789         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4790 }
4791 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4792
4793 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4794 {
4795         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4796 }
4797 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4798
4799 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4800 {
4801         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4802 }
4803
4804 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4805                                 const char *buf, size_t length)
4806 {
4807         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4808         if (buf[0] == '1') {
4809                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4810                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4811         }
4812         return length;
4813 }
4814 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4815
4816 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4817 {
4818         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4819 }
4820
4821 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4822                                                         size_t length)
4823 {
4824         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4825         if (buf[0] == '1') {
4826                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4827                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4828         }
4829         return length;
4830 }
4831 SLAB_ATTR(trace);
4832
4833 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4834 {
4835         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4836 }
4837
4838 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4839                                 const char *buf, size_t length)
4840 {
4841         if (any_slab_objects(s))
4842                 return -EBUSY;
4843
4844         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4845         if (buf[0] == '1') {
4846                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4847                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4848         }
4849         calculate_sizes(s, -1);
4850         return length;
4851 }
4852 SLAB_ATTR(red_zone);
4853
4854 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4855 {
4856         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4857 }
4858
4859 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4860                                 const char *buf, size_t length)
4861 {
4862         if (any_slab_objects(s))
4863                 return -EBUSY;
4864
4865         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4866         if (buf[0] == '1') {
4867                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4868                 s->flags |= SLAB_POISON;
4869         }
4870         calculate_sizes(s, -1);
4871         return length;
4872 }
4873 SLAB_ATTR(poison);
4874
4875 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4876 {
4877         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4878 }
4879
4880 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4881                                 const char *buf, size_t length)
4882 {
4883         if (any_slab_objects(s))
4884                 return -EBUSY;
4885
4886         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4887         if (buf[0] == '1') {
4888                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4889                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4890         }
4891         calculate_sizes(s, -1);
4892         return length;
4893 }
4894 SLAB_ATTR(store_user);
4895
4896 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4897 {
4898         return 0;
4899 }
4900
4901 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4902                         const char *buf, size_t length)
4903 {
4904         int ret = -EINVAL;
4905
4906         if (buf[0] == '1') {
4907                 ret = validate_slab_cache(s);
4908                 if (ret >= 0)
4909                         ret = length;
4910         }
4911         return ret;
4912 }
4913 SLAB_ATTR(validate);
4914
4915 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4916 {
4917         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4918                 return -ENOSYS;
4919         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4920 }
4921 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4922
4923 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4924 {
4925         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4926                 return -ENOSYS;
4927         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4928 }
4929 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4930 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4931
4932 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4933 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4934 {
4935         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4936 }
4937
4938 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4939                                                         size_t length)
4940 {
4941         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4942         if (buf[0] == '1')
4943                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4944         return length;
4945 }
4946 SLAB_ATTR(failslab);
4947 #endif
4948
4949 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4950 {
4951         return 0;
4952 }
4953
4954 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4955                         const char *buf, size_t length)
4956 {
4957         if (buf[0] == '1') {
4958                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4959
4960                 if (rc)
4961                         return rc;
4962         } else
4963                 return -EINVAL;
4964         return length;
4965 }
4966 SLAB_ATTR(shrink);
4967
4968 #ifdef CONFIG_NUMA
4969 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4970 {
4971         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4972 }
4973
4974 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4975                                 const char *buf, size_t length)
4976 {
4977         unsigned long ratio;
4978         int err;
4979
4980         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4981         if (err)
4982                 return err;
4983
4984         if (ratio <= 100)
4985                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4986
4987         return length;
4988 }
4989 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4990 #endif
4991
4992 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4993 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4994 {
4995         unsigned long sum  = 0;
4996         int cpu;
4997         int len;
4998         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4999
5000         if (!data)
5001                 return -ENOMEM;
5002
5003         for_each_online_cpu(cpu) {
5004                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5005
5006                 data[cpu] = x;
5007                 sum += x;
5008         }
5009
5010         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5011
5012 #ifdef CONFIG_SMP
5013         for_each_online_cpu(cpu) {
5014                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5015                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5016         }
5017 #endif
5018         kfree(data);
5019         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5020 }
5021
5022 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5023 {
5024         int cpu;
5025
5026         for_each_online_cpu(cpu)
5027                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5028 }
5029
5030 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5031 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5032 {                                                               \
5033         return show_stat(s, buf, si);                           \
5034 }                                                               \
5035 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5036                                 const char *buf, size_t length) \
5037 {                                                               \
5038         if (buf[0] != '0')                                      \
5039                 return -EINVAL;                                 \
5040         clear_stat(s, si);                                      \
5041         return length;                                          \
5042 }                                                               \
5043 SLAB_ATTR(text);                                                \
5044
5045 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5046 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5047 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5048 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5049 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5050 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5051 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5052 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5053 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5054 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5055 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5056 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5057 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5058 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5059 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5060 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5061 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5062 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5063 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5064 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5065 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5066 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5067 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5068 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5069 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5070 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5071 #endif
5072
5073 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5074         &slab_size_attr.attr,
5075         &object_size_attr.attr,
5076         &objs_per_slab_attr.attr,
5077         &order_attr.attr,
5078         &min_partial_attr.attr,
5079         &cpu_partial_attr.attr,
5080         &objects_attr.attr,
5081         &objects_partial_attr.attr,
5082         &partial_attr.attr,
5083         &cpu_slabs_attr.attr,
5084         &ctor_attr.attr,
5085         &aliases_attr.attr,
5086         &align_attr.attr,
5087         &hwcache_align_attr.attr,
5088         &reclaim_account_attr.attr,
5089         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5090         &shrink_attr.attr,
5091         &reserved_attr.attr,
5092         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5093 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5094         &total_objects_attr.attr,
5095         &slabs_attr.attr,
5096         &sanity_checks_attr.attr,
5097         &trace_attr.attr,
5098         &red_zone_attr.attr,
5099         &poison_attr.attr,
5100         &store_user_attr.attr,
5101         &validate_attr.attr,
5102         &alloc_calls_attr.attr,
5103         &free_calls_attr.attr,
5104 #endif
5105 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5106         &cache_dma_attr.attr,
5107 #endif
5108 #ifdef CONFIG_NUMA
5109         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5110 #endif
5111 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5112         &alloc_fastpath_attr.attr,
5113         &alloc_slowpath_attr.attr,
5114         &free_fastpath_attr.attr,
5115         &free_slowpath_attr.attr,
5116         &free_frozen_attr.attr,
5117         &free_add_partial_attr.attr,
5118         &free_remove_partial_attr.attr,
5119         &alloc_from_partial_attr.attr,
5120         &alloc_slab_attr.attr,
5121         &alloc_refill_attr.attr,
5122         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5123         &free_slab_attr.attr,
5124         &cpuslab_flush_attr.attr,
5125         &deactivate_full_attr.attr,
5126         &deactivate_empty_attr.attr,
5127         &deactivate_to_head_attr.attr,
5128         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5129         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5130         &deactivate_bypass_attr.attr,
5131         &order_fallback_attr.attr,
5132         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5133         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5134         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5135         &cpu_partial_free_attr.attr,
5136         &cpu_partial_node_attr.attr,
5137         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5138 #endif
5139 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5140         &failslab_attr.attr,
5141 #endif
5142
5143         NULL
5144 };
5145
5146 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5147         .attrs = slab_attrs,
5148 };
5149
5150 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5151                                 struct attribute *attr,
5152                                 char *buf)
5153 {
5154         struct slab_attribute *attribute;
5155         struct kmem_cache *s;
5156         int err;
5157
5158         attribute = to_slab_attr(attr);
5159         s = to_slab(kobj);
5160
5161         if (!attribute->show)
5162                 return -EIO;
5163
5164         err = attribute->show(s, buf);
5165
5166         return err;
5167 }
5168
5169 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5170                                 struct attribute *attr,
5171                                 const char *buf, size_t len)
5172 {
5173         struct slab_attribute *attribute;
5174         struct kmem_cache *s;
5175         int err;
5176
5177         attribute = to_slab_attr(attr);
5178         s = to_slab(kobj);
5179
5180         if (!attribute->store)
5181                 return -EIO;
5182
5183         err = attribute->store(s, buf, len);
5184
5185         return err;
5186 }
5187
5188 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5189         .show = slab_attr_show,
5190         .store = slab_attr_store,
5191 };
5192
5193 static struct kobj_type slab_ktype = {
5194         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5195 };
5196
5197 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5198 {
5199         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5200
5201         if (ktype == &slab_ktype)
5202                 return 1;
5203         return 0;
5204 }
5205
5206 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5207         .filter = uevent_filter,
5208 };
5209
5210 static struct kset *slab_kset;
5211
5212 #define ID_STR_LENGTH 64
5213
5214 /* Create a unique string id for a slab cache:
5215  *
5216  * Format       :[flags-]size
5217  */
5218 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5219 {
5220         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5221         char *p = name;
5222
5223         BUG_ON(!name);
5224
5225         *p++ = ':';
5226         /*
5227          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5228          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5229          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5230          * are matched during merging to guarantee that the id is
5231          * unique.
5232          */
5233         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5234                 *p++ = 'd';
5235         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5236                 *p++ = 'a';
5237         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5238                 *p++ = 'F';
5239         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5240                 *p++ = 't';
5241         if (p != name + 1)
5242                 *p++ = '-';
5243         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5244         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5245         return name;
5246 }
5247
5248 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5249 {
5250         int err;
5251         const char *name;
5252         int unmergeable;
5253
5254         if (slab_state < FULL)
5255                 /* Defer until later */
5256                 return 0;
5257
5258         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5259         if (unmergeable) {
5260                 /*
5261                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5262                  * This is typically the case for debug situations. In that
5263                  * case we can catch duplicate names easily.
5264                  */
5265                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5266                 name = s->name;
5267         } else {
5268                 /*
5269                  * Create a unique name for the slab as a target
5270                  * for the symlinks.
5271                  */
5272                 name = create_unique_id(s);
5273         }
5274
5275         s->kobj.kset = slab_kset;
5276         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5277         if (err) {
5278                 kobject_put(&s->kobj);
5279                 return err;
5280         }
5281
5282         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5283         if (err) {
5284                 kobject_del(&s->kobj);
5285                 kobject_put(&s->kobj);
5286                 return err;
5287         }
5288         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5289         if (!unmergeable) {
5290                 /* Setup first alias */
5291                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5292                 kfree(name);
5293         }
5294         return 0;
5295 }
5296
5297 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5298 {
5299         if (slab_state < FULL)
5300                 /*
5301                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5302                  * cache from sysfs.
5303                  */
5304                 return;
5305
5306         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5307         kobject_del(&s->kobj);
5308         kobject_put(&s->kobj);
5309 }
5310
5311 /*
5312  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5313  * available lest we lose that information.
5314  */
5315 struct saved_alias {
5316         struct kmem_cache *s;
5317         const char *name;
5318         struct saved_alias *next;
5319 };
5320
5321 static struct saved_alias *alias_list;
5322
5323 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5324 {
5325         struct saved_alias *al;
5326
5327         if (slab_state == FULL) {
5328                 /*
5329                  * If we have a leftover link then remove it.
5330                  */
5331                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5332                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5333         }
5334
5335         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5336         if (!al)
5337                 return -ENOMEM;
5338
5339         al->s = s;
5340         al->name = name;
5341         al->next = alias_list;
5342         alias_list = al;
5343         return 0;
5344 }
5345
5346 static int __init slab_sysfs_init(void)
5347 {
5348         struct kmem_cache *s;
5349         int err;
5350
5351         mutex_lock(&slab_mutex);
5352
5353         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5354         if (!slab_kset) {
5355                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5356                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5357                 return -ENOSYS;
5358         }
5359
5360         slab_state = FULL;
5361
5362         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5363                 err = sysfs_slab_add(s);
5364                 if (err)
5365                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5366                                                 " to sysfs\n", s->name);
5367         }
5368
5369         while (alias_list) {
5370                 struct saved_alias *al = alias_list;
5371
5372                 alias_list = alias_list->next;
5373                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5374                 if (err)
5375                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5376                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5377                 kfree(al);
5378         }
5379
5380         mutex_unlock(&slab_mutex);
5381         resiliency_test();
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 __initcall(slab_sysfs_init);
5386 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5387
5388 /*
5389  * The /proc/slabinfo ABI
5390  */
5391 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5392 void get_slabinfo(struct kmem_cache *s, struct slabinfo *sinfo)
5393 {
5394         unsigned long nr_partials = 0;
5395         unsigned long nr_slabs = 0;
5396         unsigned long nr_objs = 0;
5397         unsigned long nr_free = 0;
5398         int node;
5399
5400         for_each_online_node(node) {
5401                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5402
5403                 if (!n)
5404                         continue;
5405
5406                 nr_partials += n->nr_partial;
5407                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5408                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5409                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5410         }
5411
5412         sinfo->active_objs = nr_objs - nr_free;
5413         sinfo->num_objs = nr_objs;
5414         sinfo->active_slabs = nr_slabs;
5415         sinfo->num_slabs = nr_slabs;
5416         sinfo->objects_per_slab = oo_objects(s->oo);
5417         sinfo->cache_order = oo_order(s->oo);
5418 }
5419
5420 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *s)
5421 {
5422 }
5423
5424 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
5425                        size_t count, loff_t *ppos)
5426 {
5427         return -EIO;
5428 }
5429 #endif /* CONFIG_SLABINFO */