724adea343845e06e6c7afe8eb228ad97749ce3b
[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 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
116                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 /*
128  * Issues still to be resolved:
129  *
130  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
131  *
132  * - Variable sizing of the per node arrays
133  */
134
135 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
136 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
137
138 /* Enable to log cmpxchg failures */
139 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
140
141 /*
142  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
143  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
144  */
145 #define MIN_PARTIAL 5
146
147 /*
148  * Maximum number of desirable partial slabs.
149  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
150  * sort the partial list by the number of objects in the.
151  */
152 #define MAX_PARTIAL 10
153
154 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
155                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
159  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
160  * metadata.
161  */
162 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
169                 SLAB_FAILSLAB)
170
171 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
172                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
173
174 #define OO_SHIFT        16
175 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
176 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
177
178 /* Internal SLUB flags */
179 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
180 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
181
182 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
183
184 #ifdef CONFIG_SMP
185 static struct notifier_block slab_notifier;
186 #endif
187
188 /*
189  * Tracking user of a slab.
190  */
191 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
195         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
196 #endif
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SYSFS
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
214 {
215         kfree(s->name);
216         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
233 {
234         return s->node[node];
235 }
236
237 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
238 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
239                                 struct page *page, const void *object)
240 {
241         void *base;
242
243         if (!object)
244                 return 1;
245
246         base = page_address(page);
247         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
248                 (object - base) % s->size) {
249                 return 0;
250         }
251
252         return 1;
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         return *(void **)(object + s->offset);
258 }
259
260 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
261 {
262         prefetch(object + s->offset);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         void *p;
268
269 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
270         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
271 #else
272         p = get_freepointer(s, object);
273 #endif
274         return p;
275 }
276
277 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
278 {
279         *(void **)(object + s->offset) = fp;
280 }
281
282 /* Loop over all objects in a slab */
283 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
284         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
285                         __p += (__s)->size)
286
287 /* Determine object index from a given position */
288 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
289 {
290         return (p - addr) / s->size;
291 }
292
293 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
294 {
295 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
296         /*
297          * Debugging requires use of the padding between object
298          * and whatever may come after it.
299          */
300         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
301                 return s->object_size;
302
303 #endif
304         /*
305          * If we have the need to store the freelist pointer
306          * back there or track user information then we can
307          * only use the space before that information.
308          */
309         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
310                 return s->inuse;
311         /*
312          * Else we can use all the padding etc for the allocation
313          */
314         return s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
348 }
349
350 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
351 {
352         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
353 }
354
355 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
356 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
357                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
358                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
359                 const char *n)
360 {
361         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
362 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
363     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
364         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
365                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
366                         freelist_old, counters_old,
367                         freelist_new, counters_new))
368                 return 1;
369         } else
370 #endif
371         {
372                 slab_lock(page);
373                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
374                         page->freelist = freelist_new;
375                         page->counters = counters_new;
376                         slab_unlock(page);
377                         return 1;
378                 }
379                 slab_unlock(page);
380         }
381
382         cpu_relax();
383         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
384
385 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
386         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
387 #endif
388
389         return 0;
390 }
391
392 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
393                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
394                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
395                 const char *n)
396 {
397 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
398     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
399         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
400                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
401                         freelist_old, counters_old,
402                         freelist_new, counters_new))
403                 return 1;
404         } else
405 #endif
406         {
407                 unsigned long flags;
408
409                 local_irq_save(flags);
410                 slab_lock(page);
411                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
412                         page->freelist = freelist_new;
413                         page->counters = counters_new;
414                         slab_unlock(page);
415                         local_irq_restore(flags);
416                         return 1;
417                 }
418                 slab_unlock(page);
419                 local_irq_restore(flags);
420         }
421
422         cpu_relax();
423         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
424
425 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
426         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
427 #endif
428
429         return 0;
430 }
431
432 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
433 /*
434  * Determine a map of object in use on a page.
435  *
436  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
437  * not vanish from under us.
438  */
439 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
440 {
441         void *p;
442         void *addr = page_address(page);
443
444         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
445                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
446 }
447
448 /*
449  * Debug settings:
450  */
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
452 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
453 #else
454 static int slub_debug;
455 #endif
456
457 static char *slub_debug_slabs;
458 static int disable_higher_order_debug;
459
460 /*
461  * Object debugging
462  */
463 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
464 {
465         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
466                         length, 1);
467 }
468
469 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
470         enum track_item alloc)
471 {
472         struct track *p;
473
474         if (s->offset)
475                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
476         else
477                 p = object + s->inuse;
478
479         return p + alloc;
480 }
481
482 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
484 {
485         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
486
487         if (addr) {
488 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
489                 struct stack_trace trace;
490                 int i;
491
492                 trace.nr_entries = 0;
493                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
494                 trace.entries = p->addrs;
495                 trace.skip = 3;
496                 save_stack_trace(&trace);
497
498                 /* See rant in lockdep.c */
499                 if (trace.nr_entries != 0 &&
500                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
501                         trace.nr_entries--;
502
503                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
504                         p->addrs[i] = 0;
505 #endif
506                 p->addr = addr;
507                 p->cpu = smp_processor_id();
508                 p->pid = current->pid;
509                 p->when = jiffies;
510         } else
511                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
512 }
513
514 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
515 {
516         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
517                 return;
518
519         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
520         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
521 }
522
523 static void print_track(const char *s, struct track *t)
524 {
525         if (!t->addr)
526                 return;
527
528         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
529                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
530 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
531         {
532                 int i;
533                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
534                         if (t->addrs[i])
535                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
536                         else
537                                 break;
538         }
539 #endif
540 }
541
542 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
543 {
544         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
545                 return;
546
547         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
548         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
549 }
550
551 static void print_page_info(struct page *page)
552 {
553         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
554                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
555
556 }
557
558 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
559 {
560         va_list args;
561         char buf[100];
562
563         va_start(args, fmt);
564         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
565         va_end(args);
566         printk(KERN_ERR "========================================"
567                         "=====================================\n");
568         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
569         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
570                         "-------------------------------------\n\n");
571 }
572
573 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
574 {
575         va_list args;
576         char buf[100];
577
578         va_start(args, fmt);
579         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
580         va_end(args);
581         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
582 }
583
584 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
585 {
586         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
587         u8 *addr = page_address(page);
588
589         print_tracking(s, p);
590
591         print_page_info(page);
592
593         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
594                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
595
596         if (p > addr + 16)
597                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
598
599         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
600                                 PAGE_SIZE));
601         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
602                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
603                         s->inuse - s->object_size);
604
605         if (s->offset)
606                 off = s->offset + sizeof(void *);
607         else
608                 off = s->inuse;
609
610         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
611                 off += 2 * sizeof(struct track);
612
613         if (off != s->size)
614                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
615                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
616
617         dump_stack();
618 }
619
620 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
621                         u8 *object, char *reason)
622 {
623         slab_bug(s, "%s", reason);
624         print_trailer(s, page, object);
625 }
626
627 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, const char *fmt, ...)
628 {
629         va_list args;
630         char buf[100];
631
632         va_start(args, fmt);
633         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
634         va_end(args);
635         slab_bug(s, "%s", buf);
636         print_page_info(page);
637         dump_stack();
638 }
639
640 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
641 {
642         u8 *p = object;
643
644         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
645                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
646                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
647         }
648
649         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
650                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
651 }
652
653 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
654                                                 void *from, void *to)
655 {
656         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
657         memset(from, data, to - from);
658 }
659
660 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
661                         u8 *object, char *what,
662                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
663 {
664         u8 *fault;
665         u8 *end;
666
667         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
668         if (!fault)
669                 return 1;
670
671         end = start + bytes;
672         while (end > fault && end[-1] == value)
673                 end--;
674
675         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
676         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
677                                         fault, end - 1, fault[0], value);
678         print_trailer(s, page, object);
679
680         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
681         return 0;
682 }
683
684 /*
685  * Object layout:
686  *
687  * object address
688  *      Bytes of the object to be managed.
689  *      If the freepointer may overlay the object then the free
690  *      pointer is the first word of the object.
691  *
692  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
693  *      0xa5 (POISON_END)
694  *
695  * object + s->object_size
696  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
697  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
698  *      object_size == inuse.
699  *
700  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
701  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
702  *
703  * object + s->inuse
704  *      Meta data starts here.
705  *
706  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
707  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
708  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
709  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
710  *              before the word boundary.
711  *
712  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
713  *
714  * object + s->size
715  *      Nothing is used beyond s->size.
716  *
717  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
718  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
719  * may be used with merged slabcaches.
720  */
721
722 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
723 {
724         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
725
726         if (s->offset)
727                 /* Freepointer is placed after the object. */
728                 off += sizeof(void *);
729
730         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
731                 /* We also have user information there */
732                 off += 2 * sizeof(struct track);
733
734         if (s->size == off)
735                 return 1;
736
737         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
738                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
739 }
740
741 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
742 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
743 {
744         u8 *start;
745         u8 *fault;
746         u8 *end;
747         int length;
748         int remainder;
749
750         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
751                 return 1;
752
753         start = page_address(page);
754         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
755         end = start + length;
756         remainder = length % s->size;
757         if (!remainder)
758                 return 1;
759
760         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
761         if (!fault)
762                 return 1;
763         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
764                 end--;
765
766         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
767         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
768
769         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
770         return 0;
771 }
772
773 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
774                                         void *object, u8 val)
775 {
776         u8 *p = object;
777         u8 *endobject = object + s->object_size;
778
779         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
780                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
781                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
782                         return 0;
783         } else {
784                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
785                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
786                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
787                 }
788         }
789
790         if (s->flags & SLAB_POISON) {
791                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
792                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
793                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
794                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
795                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
796                         return 0;
797                 /*
798                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
799                  */
800                 check_pad_bytes(s, page, p);
801         }
802
803         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
804                 /*
805                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
806                  * freepointer while object is allocated.
807                  */
808                 return 1;
809
810         /* Check free pointer validity */
811         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
812                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
813                 /*
814                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
815                  * of the free objects in this slab. May cause
816                  * another error because the object count is now wrong.
817                  */
818                 set_freepointer(s, p, NULL);
819                 return 0;
820         }
821         return 1;
822 }
823
824 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
825 {
826         int maxobj;
827
828         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
829
830         if (!PageSlab(page)) {
831                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
832                 return 0;
833         }
834
835         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
836         if (page->objects > maxobj) {
837                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
838                         s->name, page->objects, maxobj);
839                 return 0;
840         }
841         if (page->inuse > page->objects) {
842                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
843                         s->name, page->inuse, page->objects);
844                 return 0;
845         }
846         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
847         slab_pad_check(s, page);
848         return 1;
849 }
850
851 /*
852  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
853  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
854  */
855 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
856 {
857         int nr = 0;
858         void *fp;
859         void *object = NULL;
860         unsigned long max_objects;
861
862         fp = page->freelist;
863         while (fp && nr <= page->objects) {
864                 if (fp == search)
865                         return 1;
866                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
867                         if (object) {
868                                 object_err(s, page, object,
869                                         "Freechain corrupt");
870                                 set_freepointer(s, object, NULL);
871                                 break;
872                         } else {
873                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
874                                 page->freelist = NULL;
875                                 page->inuse = page->objects;
876                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
877                                 return 0;
878                         }
879                         break;
880                 }
881                 object = fp;
882                 fp = get_freepointer(s, object);
883                 nr++;
884         }
885
886         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
887         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
888                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
889
890         if (page->objects != max_objects) {
891                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
892                         "should be %d", page->objects, max_objects);
893                 page->objects = max_objects;
894                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
895         }
896         if (page->inuse != page->objects - nr) {
897                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
898                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
899                 page->inuse = page->objects - nr;
900                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
901         }
902         return search == NULL;
903 }
904
905 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
906                                                                 int alloc)
907 {
908         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
909                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
910                         s->name,
911                         alloc ? "alloc" : "free",
912                         object, page->inuse,
913                         page->freelist);
914
915                 if (!alloc)
916                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
917
918                 dump_stack();
919         }
920 }
921
922 /*
923  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
924  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
925  */
926 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
927 {
928         flags &= gfp_allowed_mask;
929         lockdep_trace_alloc(flags);
930         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
931
932         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
933 }
934
935 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
936 {
937         flags &= gfp_allowed_mask;
938         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
939         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
940 }
941
942 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
943 {
944         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
945
946         /*
947          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
948          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
949          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
950          */
951 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
952         {
953                 unsigned long flags;
954
955                 local_irq_save(flags);
956                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
957                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
958                 local_irq_restore(flags);
959         }
960 #endif
961         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
962                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
963 }
964
965 /*
966  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
967  *
968  * list_lock must be held.
969  */
970 static void add_full(struct kmem_cache *s,
971         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
972 {
973         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
974                 return;
975
976         list_add(&page->lru, &n->full);
977 }
978
979 /*
980  * list_lock must be held.
981  */
982 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
983 {
984         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
985                 return;
986
987         list_del(&page->lru);
988 }
989
990 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
991 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
992 {
993         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
994
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
999 {
1000         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1001 }
1002
1003 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1004 {
1005         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1006
1007         /*
1008          * May be called early in order to allocate a slab for the
1009          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1010          * dilemma by deferring the increment of the count during
1011          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1012          */
1013         if (n) {
1014                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1015                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1016         }
1017 }
1018 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1019 {
1020         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1021
1022         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1023         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1024 }
1025
1026 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1027 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1028                                                                 void *object)
1029 {
1030         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1031                 return;
1032
1033         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1034         init_tracking(s, object);
1035 }
1036
1037 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1038                                         void *object, unsigned long addr)
1039 {
1040         if (!check_slab(s, page))
1041                 goto bad;
1042
1043         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1044                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1045                 goto bad;
1046         }
1047
1048         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1049                 goto bad;
1050
1051         /* Success perform special debug activities for allocs */
1052         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1053                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1054         trace(s, page, object, 1);
1055         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1056         return 1;
1057
1058 bad:
1059         if (PageSlab(page)) {
1060                 /*
1061                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1062                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1063                  * as used avoids touching the remaining objects.
1064                  */
1065                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1066                 page->inuse = page->objects;
1067                 page->freelist = NULL;
1068         }
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1073         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1074         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1075 {
1076         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1077
1078         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1079         slab_lock(page);
1080
1081         if (!check_slab(s, page))
1082                 goto fail;
1083
1084         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1085                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1086                 goto fail;
1087         }
1088
1089         if (on_freelist(s, page, object)) {
1090                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1091                 goto fail;
1092         }
1093
1094         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1095                 goto out;
1096
1097         if (unlikely(s != page->slab)) {
1098                 if (!PageSlab(page)) {
1099                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1100                                 "outside of slab", object);
1101                 } else if (!page->slab) {
1102                         printk(KERN_ERR
1103                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1104                                                 object);
1105                         dump_stack();
1106                 } else
1107                         object_err(s, page, object,
1108                                         "page slab pointer corrupt.");
1109                 goto fail;
1110         }
1111
1112         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1113                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1114         trace(s, page, object, 0);
1115         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1116 out:
1117         slab_unlock(page);
1118         /*
1119          * Keep node_lock to preserve integrity
1120          * until the object is actually freed
1121          */
1122         return n;
1123
1124 fail:
1125         slab_unlock(page);
1126         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1127         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1128         return NULL;
1129 }
1130
1131 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1132 {
1133         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1134         if (*str++ != '=' || !*str)
1135                 /*
1136                  * No options specified. Switch on full debugging.
1137                  */
1138                 goto out;
1139
1140         if (*str == ',')
1141                 /*
1142                  * No options but restriction on slabs. This means full
1143                  * debugging for slabs matching a pattern.
1144                  */
1145                 goto check_slabs;
1146
1147         if (tolower(*str) == 'o') {
1148                 /*
1149                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1150                  * would increase as a result.
1151                  */
1152                 disable_higher_order_debug = 1;
1153                 goto out;
1154         }
1155
1156         slub_debug = 0;
1157         if (*str == '-')
1158                 /*
1159                  * Switch off all debugging measures.
1160                  */
1161                 goto out;
1162
1163         /*
1164          * Determine which debug features should be switched on
1165          */
1166         for (; *str && *str != ','; str++) {
1167                 switch (tolower(*str)) {
1168                 case 'f':
1169                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1170                         break;
1171                 case 'z':
1172                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1173                         break;
1174                 case 'p':
1175                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1176                         break;
1177                 case 'u':
1178                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1179                         break;
1180                 case 't':
1181                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1182                         break;
1183                 case 'a':
1184                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1185                         break;
1186                 default:
1187                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1188                                 "unknown. skipped\n", *str);
1189                 }
1190         }
1191
1192 check_slabs:
1193         if (*str == ',')
1194                 slub_debug_slabs = str + 1;
1195 out:
1196         return 1;
1197 }
1198
1199 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1200
1201 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1202         unsigned long flags, const char *name,
1203         void (*ctor)(void *))
1204 {
1205         /*
1206          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1207          */
1208         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1209                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1210                 flags |= slub_debug;
1211
1212         return flags;
1213 }
1214 #else
1215 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1216                         struct page *page, void *object) {}
1217
1218 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1219         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1220
1221 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1222         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1223         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1224
1225 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1226                         { return 1; }
1227 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1228                         void *object, u8 val) { return 1; }
1229 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1230                                         struct page *page) {}
1231 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1232 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1233         unsigned long flags, const char *name,
1234         void (*ctor)(void *))
1235 {
1236         return flags;
1237 }
1238 #define slub_debug 0
1239
1240 #define disable_higher_order_debug 0
1241
1242 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1243                                                         { return 0; }
1244 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1247                                                         int objects) {}
1248 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250
1251 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1252                                                         { return 0; }
1253
1254 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1255                 void *object) {}
1256
1257 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1258
1259 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1260
1261 /*
1262  * Slab allocation and freeing
1263  */
1264 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1265                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1266 {
1267         int order = oo_order(oo);
1268
1269         flags |= __GFP_NOTRACK;
1270
1271         if (node == NUMA_NO_NODE)
1272                 return alloc_pages(flags, order);
1273         else
1274                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1275 }
1276
1277 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1278 {
1279         struct page *page;
1280         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1281         gfp_t alloc_gfp;
1282
1283         flags &= gfp_allowed_mask;
1284
1285         if (flags & __GFP_WAIT)
1286                 local_irq_enable();
1287
1288         flags |= s->allocflags;
1289
1290         /*
1291          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1292          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1293          */
1294         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1295
1296         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1297         if (unlikely(!page)) {
1298                 oo = s->min;
1299                 /*
1300                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1301                  * Try a lower order alloc if possible
1302                  */
1303                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1304
1305                 if (page)
1306                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1307         }
1308
1309         if (kmemcheck_enabled && page
1310                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1311                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1312
1313                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1314
1315                 /*
1316                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1317                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1318                  */
1319                 if (s->ctor)
1320                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1321                 else
1322                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1323         }
1324
1325         if (flags & __GFP_WAIT)
1326                 local_irq_disable();
1327         if (!page)
1328                 return NULL;
1329
1330         page->objects = oo_objects(oo);
1331         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1332                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1333                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1334                 1 << oo_order(oo));
1335
1336         return page;
1337 }
1338
1339 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1340                                 void *object)
1341 {
1342         setup_object_debug(s, page, object);
1343         if (unlikely(s->ctor))
1344                 s->ctor(object);
1345 }
1346
1347 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1348 {
1349         struct page *page;
1350         void *start;
1351         void *last;
1352         void *p;
1353
1354         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1355
1356         page = allocate_slab(s,
1357                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1358         if (!page)
1359                 goto out;
1360
1361         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1362         page->slab = s;
1363         __SetPageSlab(page);
1364         if (page->pfmemalloc)
1365                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1366
1367         start = page_address(page);
1368
1369         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1370                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1371
1372         last = start;
1373         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1374                 setup_object(s, page, last);
1375                 set_freepointer(s, last, p);
1376                 last = p;
1377         }
1378         setup_object(s, page, last);
1379         set_freepointer(s, last, NULL);
1380
1381         page->freelist = start;
1382         page->inuse = page->objects;
1383         page->frozen = 1;
1384 out:
1385         return page;
1386 }
1387
1388 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1389 {
1390         int order = compound_order(page);
1391         int pages = 1 << order;
1392
1393         if (kmem_cache_debug(s)) {
1394                 void *p;
1395
1396                 slab_pad_check(s, page);
1397                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1398                                                 page->objects)
1399                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1400         }
1401
1402         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1403
1404         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1405                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1406                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1407                 -pages);
1408
1409         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1410         __ClearPageSlab(page);
1411         reset_page_mapcount(page);
1412         if (current->reclaim_state)
1413                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1414         __free_pages(page, order);
1415 }
1416
1417 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1418         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1419
1420 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1421 {
1422         struct page *page;
1423
1424         if (need_reserve_slab_rcu)
1425                 page = virt_to_head_page(h);
1426         else
1427                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1428
1429         __free_slab(page->slab, page);
1430 }
1431
1432 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1433 {
1434         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1435                 struct rcu_head *head;
1436
1437                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1438                         int order = compound_order(page);
1439                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1440
1441                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1442                         head = page_address(page) + offset;
1443                 } else {
1444                         /*
1445                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1446                          */
1447                         head = (void *)&page->lru;
1448                 }
1449
1450                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1451         } else
1452                 __free_slab(s, page);
1453 }
1454
1455 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1456 {
1457         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1458         free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Management of partially allocated slabs.
1463  *
1464  * list_lock must be held.
1465  */
1466 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1467                                 struct page *page, int tail)
1468 {
1469         n->nr_partial++;
1470         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1471                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1472         else
1473                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1474 }
1475
1476 /*
1477  * list_lock must be held.
1478  */
1479 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1480                                         struct page *page)
1481 {
1482         list_del(&page->lru);
1483         n->nr_partial--;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1488  * return the pointer to the freelist.
1489  *
1490  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1491  *
1492  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1493  */
1494 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1495                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1496                 int mode)
1497 {
1498         void *freelist;
1499         unsigned long counters;
1500         struct page new;
1501
1502         /*
1503          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1504          * The old freelist is the list of objects for the
1505          * per cpu allocation list.
1506          */
1507         freelist = page->freelist;
1508         counters = page->counters;
1509         new.counters = counters;
1510         if (mode) {
1511                 new.inuse = page->objects;
1512                 new.freelist = NULL;
1513         } else {
1514                 new.freelist = freelist;
1515         }
1516
1517         VM_BUG_ON(new.frozen);
1518         new.frozen = 1;
1519
1520         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1521                         freelist, counters,
1522                         new.freelist, new.counters,
1523                         "acquire_slab"))
1524                 return NULL;
1525
1526         remove_partial(n, page);
1527         WARN_ON(!freelist);
1528         return freelist;
1529 }
1530
1531 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1532
1533 /*
1534  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1535  */
1536 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1537                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1538 {
1539         struct page *page, *page2;
1540         void *object = NULL;
1541
1542         /*
1543          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1544          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1545          * partial slab and there is none available then get_partials()
1546          * will return NULL.
1547          */
1548         if (!n || !n->nr_partial)
1549                 return NULL;
1550
1551         spin_lock(&n->list_lock);
1552         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1553                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1554                 int available;
1555
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);
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);
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 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 interrupt disabled.
1873  */
1874 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1875 {
1876         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1877         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1878         struct page *page, *discard_page = NULL;
1879
1880         while ((page = c->partial)) {
1881                 struct page new;
1882                 struct page old;
1883
1884                 c->partial = page->next;
1885
1886                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1887                 if (n != n2) {
1888                         if (n)
1889                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1890
1891                         n = n2;
1892                         spin_lock(&n->list_lock);
1893                 }
1894
1895                 do {
1896
1897                         old.freelist = page->freelist;
1898                         old.counters = page->counters;
1899                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1900
1901                         new.counters = old.counters;
1902                         new.freelist = old.freelist;
1903
1904                         new.frozen = 0;
1905
1906                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1907                                 old.freelist, old.counters,
1908                                 new.freelist, new.counters,
1909                                 "unfreezing slab"));
1910
1911                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1912                         page->next = discard_page;
1913                         discard_page = page;
1914                 } else {
1915                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1916                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1917                 }
1918         }
1919
1920         if (n)
1921                 spin_unlock(&n->list_lock);
1922
1923         while (discard_page) {
1924                 page = discard_page;
1925                 discard_page = discard_page->next;
1926
1927                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1928                 discard_slab(s, page);
1929                 stat(s, FREE_SLAB);
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1935  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1936  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1937  * onto a random cpus partial slot.
1938  *
1939  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1940  * per node partial list.
1941  */
1942 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1943 {
1944         struct page *oldpage;
1945         int pages;
1946         int pobjects;
1947
1948         do {
1949                 pages = 0;
1950                 pobjects = 0;
1951                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1952
1953                 if (oldpage) {
1954                         pobjects = oldpage->pobjects;
1955                         pages = oldpage->pages;
1956                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1957                                 unsigned long flags;
1958                                 /*
1959                                  * partial array is full. Move the existing
1960                                  * set to the per node partial list.
1961                                  */
1962                                 local_irq_save(flags);
1963                                 unfreeze_partials(s);
1964                                 local_irq_restore(flags);
1965                                 oldpage = NULL;
1966                                 pobjects = 0;
1967                                 pages = 0;
1968                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1969                         }
1970                 }
1971
1972                 pages++;
1973                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1974
1975                 page->pages = pages;
1976                 page->pobjects = pobjects;
1977                 page->next = oldpage;
1978
1979         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1980         return pobjects;
1981 }
1982
1983 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1984 {
1985         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1986         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1987
1988         c->tid = next_tid(c->tid);
1989         c->page = NULL;
1990         c->freelist = NULL;
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Flush cpu slab.
1995  *
1996  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1997  */
1998 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1999 {
2000         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2001
2002         if (likely(c)) {
2003                 if (c->page)
2004                         flush_slab(s, c);
2005
2006                 unfreeze_partials(s);
2007         }
2008 }
2009
2010 static void flush_cpu_slab(void *d)
2011 {
2012         struct kmem_cache *s = d;
2013
2014         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2015 }
2016
2017 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2018 {
2019         struct kmem_cache *s = info;
2020         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2021
2022         return c->page || c->partial;
2023 }
2024
2025 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2026 {
2027         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2028 }
2029
2030 /*
2031  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2032  * locality expectations.
2033  */
2034 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2035 {
2036 #ifdef CONFIG_NUMA
2037         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2038                 return 0;
2039 #endif
2040         return 1;
2041 }
2042
2043 static int count_free(struct page *page)
2044 {
2045         return page->objects - page->inuse;
2046 }
2047
2048 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2049                                         int (*get_count)(struct page *))
2050 {
2051         unsigned long flags;
2052         unsigned long x = 0;
2053         struct page *page;
2054
2055         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2056         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2057                 x += get_count(page);
2058         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2059         return x;
2060 }
2061
2062 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2063 {
2064 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2065         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2066 #else
2067         return 0;
2068 #endif
2069 }
2070
2071 static noinline void
2072 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2073 {
2074         int node;
2075
2076         printk(KERN_WARNING
2077                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2078                 nid, gfpflags);
2079         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2080                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2081                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2082
2083         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2084                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2085                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2086
2087         for_each_online_node(node) {
2088                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2089                 unsigned long nr_slabs;
2090                 unsigned long nr_objs;
2091                 unsigned long nr_free;
2092
2093                 if (!n)
2094                         continue;
2095
2096                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2097                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2098                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2099
2100                 printk(KERN_WARNING
2101                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2102                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2103         }
2104 }
2105
2106 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2107                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2108 {
2109         void *freelist;
2110         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2111         struct page *page;
2112
2113         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2114
2115         if (freelist)
2116                 return freelist;
2117
2118         page = new_slab(s, flags, node);
2119         if (page) {
2120                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2121                 if (c->page)
2122                         flush_slab(s, c);
2123
2124                 /*
2125                  * No other reference to the page yet so we can
2126                  * muck around with it freely without cmpxchg
2127                  */
2128                 freelist = page->freelist;
2129                 page->freelist = NULL;
2130
2131                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2132                 c->page = page;
2133                 *pc = c;
2134         } else
2135                 freelist = NULL;
2136
2137         return freelist;
2138 }
2139
2140 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2141 {
2142         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2143                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2144
2145         return true;
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2150  * or deactivate the page.
2151  *
2152  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2153  *
2154  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2155  *
2156  * This function must be called with interrupt disabled.
2157  */
2158 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2159 {
2160         struct page new;
2161         unsigned long counters;
2162         void *freelist;
2163
2164         do {
2165                 freelist = page->freelist;
2166                 counters = page->counters;
2167
2168                 new.counters = counters;
2169                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2170
2171                 new.inuse = page->objects;
2172                 new.frozen = freelist != NULL;
2173
2174         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2175                 freelist, counters,
2176                 NULL, new.counters,
2177                 "get_freelist"));
2178
2179         return freelist;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2184  * debugging duties.
2185  *
2186  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2187  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2188  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2189  *
2190  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2191  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2192  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2193  *
2194  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2195  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2196  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2197  */
2198 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2199                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2200 {
2201         void *freelist;
2202         struct page *page;
2203         unsigned long flags;
2204
2205         local_irq_save(flags);
2206 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2207         /*
2208          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2209          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2210          * pointer.
2211          */
2212         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2213 #endif
2214
2215         page = c->page;
2216         if (!page)
2217                 goto new_slab;
2218 redo:
2219
2220         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2221                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2222                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2223                 c->page = NULL;
2224                 c->freelist = NULL;
2225                 goto new_slab;
2226         }
2227
2228         /*
2229          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2230          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2231          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2232          */
2233         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2234                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2235                 c->page = NULL;
2236                 c->freelist = NULL;
2237                 goto new_slab;
2238         }
2239
2240         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2241         freelist = c->freelist;
2242         if (freelist)
2243                 goto load_freelist;
2244
2245         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2246
2247         freelist = get_freelist(s, page);
2248
2249         if (!freelist) {
2250                 c->page = NULL;
2251                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2252                 goto new_slab;
2253         }
2254
2255         stat(s, ALLOC_REFILL);
2256
2257 load_freelist:
2258         /*
2259          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2260          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2261          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2262          */
2263         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2264         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2265         c->tid = next_tid(c->tid);
2266         local_irq_restore(flags);
2267         return freelist;
2268
2269 new_slab:
2270
2271         if (c->partial) {
2272                 page = c->page = c->partial;
2273                 c->partial = page->next;
2274                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2275                 c->freelist = NULL;
2276                 goto redo;
2277         }
2278
2279         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2280
2281         if (unlikely(!freelist)) {
2282                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2283                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2284
2285                 local_irq_restore(flags);
2286                 return NULL;
2287         }
2288
2289         page = c->page;
2290         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2291                 goto load_freelist;
2292
2293         /* Only entered in the debug case */
2294         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2295                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2296
2297         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2298         c->page = NULL;
2299         c->freelist = NULL;
2300         local_irq_restore(flags);
2301         return freelist;
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2306  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2307  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2308  *
2309  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2310  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2311  *
2312  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2313  */
2314 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2315                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2316 {
2317         void **object;
2318         struct kmem_cache_cpu *c;
2319         struct page *page;
2320         unsigned long tid;
2321
2322         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2323                 return NULL;
2324
2325 redo:
2326
2327         /*
2328          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2329          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2330          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2331          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2332          */
2333         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2334
2335         /*
2336          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2337          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2338          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2339          * linked list in between.
2340          */
2341         tid = c->tid;
2342         barrier();
2343
2344         object = c->freelist;
2345         page = c->page;
2346         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2347                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2348
2349         else {
2350                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2351
2352                 /*
2353                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2354                  * operation and if we are on the right processor.
2355                  *
2356                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2357                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2358                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2359                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2360                  *
2361                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2362                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2363                  */
2364                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2365                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2366                                 object, tid,
2367                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2368
2369                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2370                         goto redo;
2371                 }
2372                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2373                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2374         }
2375
2376         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2377                 memset(object, 0, s->object_size);
2378
2379         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2380
2381         return object;
2382 }
2383
2384 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2385 {
2386         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2387
2388         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2389
2390         return ret;
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2393
2394 #ifdef CONFIG_TRACING
2395 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2396 {
2397         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2398         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2399         return ret;
2400 }
2401 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2402
2403 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2404 {
2405         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2406         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2407         return ret;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2410 #endif
2411
2412 #ifdef CONFIG_NUMA
2413 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2414 {
2415         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2416
2417         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2418                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2419
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2423
2424 #ifdef CONFIG_TRACING
2425 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2426                                     gfp_t gfpflags,
2427                                     int node, size_t size)
2428 {
2429         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2430
2431         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2432                            size, s->size, gfpflags, node);
2433         return ret;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2436 #endif
2437 #endif
2438
2439 /*
2440  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2441  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2442  *
2443  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2444  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2445  * handling required then we can return immediately.
2446  */
2447 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2448                         void *x, unsigned long addr)
2449 {
2450         void *prior;
2451         void **object = (void *)x;
2452         int was_frozen;
2453         int inuse;
2454         struct page new;
2455         unsigned long counters;
2456         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2457         unsigned long uninitialized_var(flags);
2458
2459         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2460
2461         if (kmem_cache_debug(s) &&
2462                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2463                 return;
2464
2465         do {
2466                 prior = page->freelist;
2467                 counters = page->counters;
2468                 set_freepointer(s, object, prior);
2469                 new.counters = counters;
2470                 was_frozen = new.frozen;
2471                 new.inuse--;
2472                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2473
2474                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2475
2476                                 /*
2477                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2478                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2479                                  */
2480                                 new.frozen = 1;
2481
2482                         else { /* Needs to be taken off a list */
2483
2484                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2485                                 /*
2486                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2487                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2488                                  * drop the list_lock without any processing.
2489                                  *
2490                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2491                                  * other processors updating the list of slabs.
2492                                  */
2493                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2494
2495                         }
2496                 }
2497                 inuse = new.inuse;
2498
2499         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2500                 prior, counters,
2501                 object, new.counters,
2502                 "__slab_free"));
2503
2504         if (likely(!n)) {
2505
2506                 /*
2507                  * If we just froze the page then put it onto the
2508                  * per cpu partial list.
2509                  */
2510                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2511                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2512                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2513                 }
2514                 /*
2515                  * The list lock was not taken therefore no list
2516                  * activity can be necessary.
2517                  */
2518                 if (was_frozen)
2519                         stat(s, FREE_FROZEN);
2520                 return;
2521         }
2522
2523         /*
2524          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2525          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2526          */
2527         if (was_frozen)
2528                 stat(s, FREE_FROZEN);
2529         else {
2530                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2531                         goto slab_empty;
2532
2533                 /*
2534                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2535                  * then add it.
2536                  */
2537                 if (unlikely(!prior)) {
2538                         remove_full(s, page);
2539                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2540                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2541                 }
2542         }
2543         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2544         return;
2545
2546 slab_empty:
2547         if (prior) {
2548                 /*
2549                  * Slab on the partial list.
2550                  */
2551                 remove_partial(n, page);
2552                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2553         } else
2554                 /* Slab must be on the full list */
2555                 remove_full(s, page);
2556
2557         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2558         stat(s, FREE_SLAB);
2559         discard_slab(s, page);
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2564  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2565  *
2566  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2567  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2568  * the item before.
2569  *
2570  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2571  * with all sorts of special processing.
2572  */
2573 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2574                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2575 {
2576         void **object = (void *)x;
2577         struct kmem_cache_cpu *c;
2578         unsigned long tid;
2579
2580         slab_free_hook(s, x);
2581
2582 redo:
2583         /*
2584          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2585          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2586          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2587          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2588          */
2589         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2590
2591         tid = c->tid;
2592         barrier();
2593
2594         if (likely(page == c->page)) {
2595                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2596
2597                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2598                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2599                                 c->freelist, tid,
2600                                 object, next_tid(tid)))) {
2601
2602                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2603                         goto redo;
2604                 }
2605                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2606         } else
2607                 __slab_free(s, page, x, addr);
2608
2609 }
2610
2611 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2612 {
2613         struct page *page;
2614
2615         page = virt_to_head_page(x);
2616
2617         if (kmem_cache_debug(s) && page->slab != s) {
2618                 pr_err("kmem_cache_free: Wrong slab cache. %s but object"
2619                         " is from  %s\n", page->slab->name, s->name);
2620                 WARN_ON_ONCE(1);
2621                 return;
2622         }
2623
2624         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2625
2626         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2627 }
2628 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2629
2630 /*
2631  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2632  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2633  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2634  * another.
2635  *
2636  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2637  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2638  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2639  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2640  * locking overhead.
2641  */
2642
2643 /*
2644  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2645  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2646  * and increases the number of allocations possible without having to
2647  * take the list_lock.
2648  */
2649 static int slub_min_order;
2650 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2651 static int slub_min_objects;
2652
2653 /*
2654  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2655  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2656  */
2657 static int slub_nomerge;
2658
2659 /*
2660  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2661  *
2662  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2663  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2664  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2665  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2666  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2667  * would be wasted.
2668  *
2669  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2670  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2671  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2672  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2673  *
2674  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2675  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2676  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2677  * of space in favor of a small page order.
2678  *
2679  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2680  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2681  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2682  * the smallest order which will fit the object.
2683  */
2684 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2685                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2686 {
2687         int order;
2688         int rem;
2689         int min_order = slub_min_order;
2690
2691         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2692                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2693
2694         for (order = max(min_order,
2695                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2696                         order <= max_order; order++) {
2697
2698                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2699
2700                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2701                         continue;
2702
2703                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2704
2705                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2706                         break;
2707
2708         }
2709
2710         return order;
2711 }
2712
2713 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2714 {
2715         int order;
2716         int min_objects;
2717         int fraction;
2718         int max_objects;
2719
2720         /*
2721          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2722          * works by first attempting to generate a layout with
2723          * the best configuration and backing off gradually.
2724          *
2725          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2726          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2727          */
2728         min_objects = slub_min_objects;
2729         if (!min_objects)
2730                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2731         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2732         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2733
2734         while (min_objects > 1) {
2735                 fraction = 16;
2736                 while (fraction >= 4) {
2737                         order = slab_order(size, min_objects,
2738                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2739                         if (order <= slub_max_order)
2740                                 return order;
2741                         fraction /= 2;
2742                 }
2743                 min_objects--;
2744         }
2745
2746         /*
2747          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2748          * lets see if we can place a single object there.
2749          */
2750         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2751         if (order <= slub_max_order)
2752                 return order;
2753
2754         /*
2755          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2756          */
2757         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2758         if (order < MAX_ORDER)
2759                 return order;
2760         return -ENOSYS;
2761 }
2762
2763 /*
2764  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2765  */
2766 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2767                 unsigned long align, unsigned long size)
2768 {
2769         /*
2770          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2771          * suggestion if the object is sufficiently large.
2772          *
2773          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2774          * alignment though. If that is greater then use it.
2775          */
2776         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2777                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2778                 while (size <= ralign / 2)
2779                         ralign /= 2;
2780                 align = max(align, ralign);
2781         }
2782
2783         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2784                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2785
2786         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2787 }
2788
2789 static void
2790 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2791 {
2792         n->nr_partial = 0;
2793         spin_lock_init(&n->list_lock);
2794         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2795 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2796         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2797         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2798         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2799 #endif
2800 }
2801
2802 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2803 {
2804         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2805                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2806
2807         /*
2808          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2809          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2810          */
2811         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2812                                      2 * sizeof(void *));
2813
2814         if (!s->cpu_slab)
2815                 return 0;
2816
2817         init_kmem_cache_cpus(s);
2818
2819         return 1;
2820 }
2821
2822 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2823
2824 /*
2825  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2826  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2827  * possible.
2828  *
2829  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2830  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2831  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2832  */
2833 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2834 {
2835         struct page *page;
2836         struct kmem_cache_node *n;
2837
2838         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2839
2840         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2841
2842         BUG_ON(!page);
2843         if (page_to_nid(page) != node) {
2844                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2845                                 "node %d\n", node);
2846                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2847                                 "in order to be able to continue\n");
2848         }
2849
2850         n = page->freelist;
2851         BUG_ON(!n);
2852         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2853         page->inuse = 1;
2854         page->frozen = 0;
2855         kmem_cache_node->node[node] = n;
2856 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2857         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2858         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2859 #endif
2860         init_kmem_cache_node(n);
2861         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2862
2863         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2864 }
2865
2866 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2867 {
2868         int node;
2869
2870         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2871                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2872
2873                 if (n)
2874                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2875
2876                 s->node[node] = NULL;
2877         }
2878 }
2879
2880 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2881 {
2882         int node;
2883
2884         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2885                 struct kmem_cache_node *n;
2886
2887                 if (slab_state == DOWN) {
2888                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2889                         continue;
2890                 }
2891                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2892                                                 GFP_KERNEL, node);
2893
2894                 if (!n) {
2895                         free_kmem_cache_nodes(s);
2896                         return 0;
2897                 }
2898
2899                 s->node[node] = n;
2900                 init_kmem_cache_node(n);
2901         }
2902         return 1;
2903 }
2904
2905 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2906 {
2907         if (min < MIN_PARTIAL)
2908                 min = MIN_PARTIAL;
2909         else if (min > MAX_PARTIAL)
2910                 min = MAX_PARTIAL;
2911         s->min_partial = min;
2912 }
2913
2914 /*
2915  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2916  * a slab object.
2917  */
2918 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2919 {
2920         unsigned long flags = s->flags;
2921         unsigned long size = s->object_size;
2922         unsigned long align = s->align;
2923         int order;
2924
2925         /*
2926          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2927          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2928          * the possible location of the free pointer.
2929          */
2930         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2931
2932 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2933         /*
2934          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2935          * the slab may touch the object after free or before allocation
2936          * then we should never poison the object itself.
2937          */
2938         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2939                         !s->ctor)
2940                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2941         else
2942                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2943
2944
2945         /*
2946          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2947          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2948          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2949          */
2950         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2951                 size += sizeof(void *);
2952 #endif
2953
2954         /*
2955          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2956          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2957          */
2958         s->inuse = size;
2959
2960         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2961                 s->ctor)) {
2962                 /*
2963                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2964                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2965                  * kmem_cache_free.
2966                  *
2967                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2968                  * destructor or are poisoning the objects.
2969                  */
2970                 s->offset = size;
2971                 size += sizeof(void *);
2972         }
2973
2974 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2975         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2976                 /*
2977                  * Need to store information about allocs and frees after
2978                  * the object.
2979                  */
2980                 size += 2 * sizeof(struct track);
2981
2982         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2983                 /*
2984                  * Add some empty padding so that we can catch
2985                  * overwrites from earlier objects rather than let
2986                  * tracking information or the free pointer be
2987                  * corrupted if a user writes before the start
2988                  * of the object.
2989                  */
2990                 size += sizeof(void *);
2991 #endif
2992
2993         /*
2994          * Determine the alignment based on various parameters that the
2995          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2996          * on bootup.
2997          */
2998         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2999         s->align = align;
3000
3001         /*
3002          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3003          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3004          * each object to conform to the alignment.
3005          */
3006         size = ALIGN(size, align);
3007         s->size = size;
3008         if (forced_order >= 0)
3009                 order = forced_order;
3010         else
3011                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3012
3013         if (order < 0)
3014                 return 0;
3015
3016         s->allocflags = 0;
3017         if (order)
3018                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3019
3020         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3021                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3022
3023         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3024                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3025
3026         /*
3027          * Determine the number of objects per slab
3028          */
3029         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3030         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3031         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3032                 s->max = s->oo;
3033
3034         return !!oo_objects(s->oo);
3035
3036 }
3037
3038 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3039                 const char *name, size_t size,
3040                 size_t align, unsigned long flags,
3041                 void (*ctor)(void *))
3042 {
3043         memset(s, 0, kmem_size);
3044         s->name = name;
3045         s->ctor = ctor;
3046         s->object_size = size;
3047         s->align = align;
3048         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3049         s->reserved = 0;
3050
3051         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3052                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3053
3054         if (!calculate_sizes(s, -1))
3055                 goto error;
3056         if (disable_higher_order_debug) {
3057                 /*
3058                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3059                  * order increased.
3060                  */
3061                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3062                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3063                         s->offset = 0;
3064                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3065                                 goto error;
3066                 }
3067         }
3068
3069 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3070     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3071         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3072                 /* Enable fast mode */
3073                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3074 #endif
3075
3076         /*
3077          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3078          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3079          */
3080         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3081
3082         /*
3083          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3084          * per cpu partial lists of a processor.
3085          *
3086          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3087          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3088          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3089          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3090          *
3091          * This setting also determines
3092          *
3093          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3094          *    per node list when we reach the limit.
3095          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3096          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3097          *    to keep some capacity around for frees.
3098          */
3099         if (kmem_cache_debug(s))
3100                 s->cpu_partial = 0;
3101         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3102                 s->cpu_partial = 2;
3103         else if (s->size >= 1024)
3104                 s->cpu_partial = 6;
3105         else if (s->size >= 256)
3106                 s->cpu_partial = 13;
3107         else
3108                 s->cpu_partial = 30;
3109
3110         s->refcount = 1;
3111 #ifdef CONFIG_NUMA
3112         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3113 #endif
3114         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3115                 goto error;
3116
3117         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3118                 return 1;
3119
3120         free_kmem_cache_nodes(s);
3121 error:
3122         if (flags & SLAB_PANIC)
3123                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3124                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3125                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3126                         s->offset, flags);
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Determine the size of a slab object
3132  */
3133 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3134 {
3135         return s->object_size;
3136 }
3137 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3138
3139 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3140                                                         const char *text)
3141 {
3142 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3143         void *addr = page_address(page);
3144         void *p;
3145         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3146                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3147         if (!map)
3148                 return;
3149         slab_err(s, page, text, s->name);
3150         slab_lock(page);
3151
3152         get_map(s, page, map);
3153         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3154
3155                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3156                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3157                                                         p, p - addr);
3158                         print_tracking(s, p);
3159                 }
3160         }
3161         slab_unlock(page);
3162         kfree(map);
3163 #endif
3164 }
3165
3166 /*
3167  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3168  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3169  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3170  */
3171 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3172 {
3173         struct page *page, *h;
3174
3175         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3176                 if (!page->inuse) {
3177                         remove_partial(n, page);
3178                         discard_slab(s, page);
3179                 } else {
3180                         list_slab_objects(s, page,
3181                         "Objects remaining in %s on kmem_cache_close()");
3182                 }
3183         }
3184 }
3185
3186 /*
3187  * Release all resources used by a slab cache.
3188  */
3189 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3190 {
3191         int node;
3192
3193         flush_all(s);
3194         /* Attempt to free all objects */
3195         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3196                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3197
3198                 free_partial(s, n);
3199                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3200                         return 1;
3201         }
3202         free_percpu(s->cpu_slab);
3203         free_kmem_cache_nodes(s);
3204         return 0;
3205 }
3206
3207 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *s)
3208 {
3209         return kmem_cache_close(s);
3210 }
3211
3212 void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3213 {
3214         sysfs_slab_remove(s);
3215 }
3216
3217 /********************************************************************
3218  *              Kmalloc subsystem
3219  *******************************************************************/
3220
3221 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3222 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3223
3224 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3225
3226 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3227 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3228 #endif
3229
3230 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3231 {
3232         get_option(&str, &slub_min_order);
3233
3234         return 1;
3235 }
3236
3237 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3238
3239 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3240 {
3241         get_option(&str, &slub_max_order);
3242         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3243
3244         return 1;
3245 }
3246
3247 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3248
3249 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3250 {
3251         get_option(&str, &slub_min_objects);
3252
3253         return 1;
3254 }
3255
3256 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3257
3258 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3259 {
3260         slub_nomerge = 1;
3261         return 1;
3262 }
3263
3264 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3265
3266 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3267                                                 int size, unsigned int flags)
3268 {
3269         struct kmem_cache *s;
3270
3271         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3272
3273         /*
3274          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3275          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3276          */
3277         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3278                                                                 flags, NULL))
3279                 goto panic;
3280
3281         list_add(&s->list, &slab_caches);
3282         return s;
3283
3284 panic:
3285         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3286         return NULL;
3287 }
3288
3289 /*
3290  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3291  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3292  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3293  * fls.
3294  */
3295 static s8 size_index[24] = {
3296         3,      /* 8 */
3297         4,      /* 16 */
3298         5,      /* 24 */
3299         5,      /* 32 */
3300         6,      /* 40 */
3301         6,      /* 48 */
3302         6,      /* 56 */
3303         6,      /* 64 */
3304         1,      /* 72 */
3305         1,      /* 80 */
3306         1,      /* 88 */
3307         1,      /* 96 */
3308         7,      /* 104 */
3309         7,      /* 112 */
3310         7,      /* 120 */
3311         7,      /* 128 */
3312         2,      /* 136 */
3313         2,      /* 144 */
3314         2,      /* 152 */
3315         2,      /* 160 */
3316         2,      /* 168 */
3317         2,      /* 176 */
3318         2,      /* 184 */
3319         2       /* 192 */
3320 };
3321
3322 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3323 {
3324         return (bytes - 1) / 8;
3325 }
3326
3327 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3328 {
3329         int index;
3330
3331         if (size <= 192) {
3332                 if (!size)
3333                         return ZERO_SIZE_PTR;
3334
3335                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3336         } else
3337                 index = fls(size - 1);
3338
3339 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3340         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3341                 return kmalloc_dma_caches[index];
3342
3343 #endif
3344         return kmalloc_caches[index];
3345 }
3346
3347 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3348 {
3349         struct kmem_cache *s;
3350         void *ret;
3351
3352         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3353                 return kmalloc_large(size, flags);
3354
3355         s = get_slab(size, flags);
3356
3357         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3358                 return s;
3359
3360         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3361
3362         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3363
3364         return ret;
3365 }
3366 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3367
3368 #ifdef CONFIG_NUMA
3369 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3370 {
3371         struct page *page;
3372         void *ptr = NULL;
3373
3374         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3375         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3376         if (page)
3377                 ptr = page_address(page);
3378
3379         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3380         return ptr;
3381 }
3382
3383 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3384 {
3385         struct kmem_cache *s;
3386         void *ret;
3387
3388         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3389                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3390
3391                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3392                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3393                                    flags, node);
3394
3395                 return ret;
3396         }
3397
3398         s = get_slab(size, flags);
3399
3400         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3401                 return s;
3402
3403         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3404
3405         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3406
3407         return ret;
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3410 #endif
3411
3412 size_t ksize(const void *object)
3413 {
3414         struct page *page;
3415
3416         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3417                 return 0;
3418
3419         page = virt_to_head_page(object);
3420
3421         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3422                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3423                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3424         }
3425
3426         return slab_ksize(page->slab);
3427 }
3428 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3429
3430 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3431 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3432 {
3433         struct page *page;
3434         void *object = (void *)x;
3435         unsigned long flags;
3436         bool rv;
3437
3438         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3439                 return false;
3440
3441         local_irq_save(flags);
3442
3443         page = virt_to_head_page(x);
3444         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3445                 /* maybe it was from stack? */
3446                 rv = true;
3447                 goto out_unlock;
3448         }
3449
3450         slab_lock(page);
3451         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3452                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3453                 rv = false;
3454         } else {
3455                 rv = true;
3456         }
3457         slab_unlock(page);
3458
3459 out_unlock:
3460         local_irq_restore(flags);
3461         return rv;
3462 }
3463 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3464 #endif
3465
3466 void kfree(const void *x)
3467 {
3468         struct page *page;
3469         void *object = (void *)x;
3470
3471         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3472
3473         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3474                 return;
3475
3476         page = virt_to_head_page(x);
3477         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3478                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3479                 kmemleak_free(x);
3480                 __free_pages(page, compound_order(page));
3481                 return;
3482         }
3483         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3484 }
3485 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3486
3487 /*
3488  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3489  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3490  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3491  * and thus they can be removed from the partial lists.
3492  *
3493  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3494  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3495  * are freed in them.
3496  */
3497 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3498 {
3499         int node;
3500         int i;
3501         struct kmem_cache_node *n;
3502         struct page *page;
3503         struct page *t;
3504         int objects = oo_objects(s->max);
3505         struct list_head *slabs_by_inuse =
3506                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3507         unsigned long flags;
3508
3509         if (!slabs_by_inuse)
3510                 return -ENOMEM;
3511
3512         flush_all(s);
3513         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3514                 n = get_node(s, node);
3515
3516                 if (!n->nr_partial)
3517                         continue;
3518
3519                 for (i = 0; i < objects; i++)
3520                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3521
3522                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3523
3524                 /*
3525                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3526                  *
3527                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3528                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3529                  */
3530                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3531                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3532                         if (!page->inuse)
3533                                 n->nr_partial--;
3534                 }
3535
3536                 /*
3537                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3538                  * first and the least used slabs at the end.
3539                  */
3540                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3541                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3542
3543                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3544
3545                 /* Release empty slabs */
3546                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3547                         discard_slab(s, page);
3548         }
3549
3550         kfree(slabs_by_inuse);
3551         return 0;
3552 }
3553 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3554
3555 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3556 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3557 {
3558         struct kmem_cache *s;
3559
3560         mutex_lock(&slab_mutex);
3561         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3562                 kmem_cache_shrink(s);
3563         mutex_unlock(&slab_mutex);
3564
3565         return 0;
3566 }
3567
3568 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3569 {
3570         struct kmem_cache_node *n;
3571         struct kmem_cache *s;
3572         struct memory_notify *marg = arg;
3573         int offline_node;
3574
3575         offline_node = marg->status_change_nid;
3576
3577         /*
3578          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3579          * for it yet.
3580          */
3581         if (offline_node < 0)
3582                 return;
3583
3584         mutex_lock(&slab_mutex);
3585         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3586                 n = get_node(s, offline_node);
3587                 if (n) {
3588                         /*
3589                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3590                          * that is going down. We were unable to free them,
3591                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3592                          * callback. So, we must fail.
3593                          */
3594                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3595
3596                         s->node[offline_node] = NULL;
3597                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3598                 }
3599         }
3600         mutex_unlock(&slab_mutex);
3601 }
3602
3603 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3604 {
3605         struct kmem_cache_node *n;
3606         struct kmem_cache *s;
3607         struct memory_notify *marg = arg;
3608         int nid = marg->status_change_nid;
3609         int ret = 0;
3610
3611         /*
3612          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3613          * already created. Nothing to do.
3614          */
3615         if (nid < 0)
3616                 return 0;
3617
3618         /*
3619          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3620          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3621          * online.
3622          */
3623         mutex_lock(&slab_mutex);
3624         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3625                 /*
3626                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3627                  *      since memory is not yet available from the node that
3628                  *      is brought up.
3629                  */
3630                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3631                 if (!n) {
3632                         ret = -ENOMEM;
3633                         goto out;
3634                 }
3635                 init_kmem_cache_node(n);
3636                 s->node[nid] = n;
3637         }
3638 out:
3639         mutex_unlock(&slab_mutex);
3640         return ret;
3641 }
3642
3643 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3644                                 unsigned long action, void *arg)
3645 {
3646         int ret = 0;
3647
3648         switch (action) {
3649         case MEM_GOING_ONLINE:
3650                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3651                 break;
3652         case MEM_GOING_OFFLINE:
3653                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3654                 break;
3655         case MEM_OFFLINE:
3656         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3657                 slab_mem_offline_callback(arg);
3658                 break;
3659         case MEM_ONLINE:
3660         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3661                 break;
3662         }
3663         if (ret)
3664                 ret = notifier_from_errno(ret);
3665         else
3666                 ret = NOTIFY_OK;
3667         return ret;
3668 }
3669
3670 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3671
3672 /********************************************************************
3673  *                      Basic setup of slabs
3674  *******************************************************************/
3675
3676 /*
3677  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3678  * the page allocator
3679  */
3680
3681 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3682 {
3683         int node;
3684
3685         list_add(&s->list, &slab_caches);
3686         s->refcount = -1;
3687
3688         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3689                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3690                 struct page *p;
3691
3692                 if (n) {
3693                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3694                                 p->slab = s;
3695
3696 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3697                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3698                                 p->slab = s;
3699 #endif
3700                 }
3701         }
3702 }
3703
3704 void __init kmem_cache_init(void)
3705 {
3706         int i;
3707         int caches = 0;
3708         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3709         int order;
3710         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3711         unsigned long kmalloc_size;
3712
3713         if (debug_guardpage_minorder())
3714                 slub_max_order = 0;
3715
3716         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3717                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3718
3719         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3720         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3721         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3722         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3723
3724         /*
3725          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3726          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3727          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3728          */
3729         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3730
3731         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3732                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3733                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3734
3735         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3736
3737         /* Able to allocate the per node structures */
3738         slab_state = PARTIAL;
3739
3740         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3741         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3742                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3743         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3744         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3745
3746         /*
3747          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3748          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3749          * update any list pointers.
3750          */
3751         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3752
3753         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3754         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3755
3756         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3757
3758         caches++;
3759         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3760         caches++;
3761         /* Free temporary boot structure */
3762         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3763
3764         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3765
3766         /*
3767          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3768          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3769          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3770          *
3771          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3772          * handle the index determination for the smaller caches.
3773          *
3774          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3775          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3776          */
3777         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3778                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3779
3780         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3781                 int elem = size_index_elem(i);
3782                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3783                         break;
3784                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3785         }
3786
3787         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3788                 /*
3789                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3790                  * is 64 byte.
3791                  */
3792                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3793                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3794         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3795                 /*
3796                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3797                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3798                  * instead.
3799                  */
3800                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3801                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3802         }
3803
3804         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3805         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3806                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3807                 caches++;
3808         }
3809
3810         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3811                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3812                 caches++;
3813         }
3814
3815         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3816                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3817                 caches++;
3818         }
3819
3820         slab_state = UP;
3821
3822         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3823         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3824                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3825                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3826         }
3827
3828         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3829                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3830                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3831         }
3832
3833         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3834                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3835
3836                 BUG_ON(!s);
3837                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3838         }
3839
3840 #ifdef CONFIG_SMP
3841         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3842 #endif
3843
3844 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3845         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3846                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3847
3848                 if (s && s->size) {
3849                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3850                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3851
3852                         BUG_ON(!name);
3853                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3854                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3855                 }
3856         }
3857 #endif
3858         printk(KERN_INFO
3859                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3860                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3861                 caches, cache_line_size(),
3862                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3863                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3864 }
3865
3866 void __init kmem_cache_init_late(void)
3867 {
3868 }
3869
3870 /*
3871  * Find a mergeable slab cache
3872  */
3873 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3874 {
3875         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3876                 return 1;
3877
3878         if (s->ctor)
3879                 return 1;
3880
3881         /*
3882          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3883          */
3884         if (s->refcount < 0)
3885                 return 1;
3886
3887         return 0;
3888 }
3889
3890 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3891                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3892                 void (*ctor)(void *))
3893 {
3894         struct kmem_cache *s;
3895
3896         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3897                 return NULL;
3898
3899         if (ctor)
3900                 return NULL;
3901
3902         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3903         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3904         size = ALIGN(size, align);
3905         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3906
3907         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3908                 if (slab_unmergeable(s))
3909                         continue;
3910
3911                 if (size > s->size)
3912                         continue;
3913
3914                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3915                                 continue;
3916                 /*
3917                  * Check if alignment is compatible.
3918                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3919                  */
3920                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3921                         continue;
3922
3923                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3924                         continue;
3925
3926                 return s;
3927         }
3928         return NULL;
3929 }
3930
3931 struct kmem_cache *__kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3932                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3933 {
3934         struct kmem_cache *s;
3935         char *n;
3936
3937         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3938         if (s) {
3939                 s->refcount++;
3940                 /*
3941                  * Adjust the object sizes so that we clear
3942                  * the complete object on kzalloc.
3943                  */
3944                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3945                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3946
3947                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3948                         s->refcount--;
3949                         return NULL;
3950                 }
3951                 return s;
3952         }
3953
3954         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3955         if (!n)
3956                 return NULL;
3957
3958         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_KERNEL);
3959         if (s) {
3960                 if (kmem_cache_open(s, n,
3961                                 size, align, flags, ctor)) {
3962                         int r;
3963
3964                         mutex_unlock(&slab_mutex);
3965                         r = sysfs_slab_add(s);
3966                         mutex_lock(&slab_mutex);
3967
3968                         if (!r)
3969                                 return s;
3970
3971                         kmem_cache_close(s);
3972                 }
3973                 kmem_cache_free(kmem_cache, s);
3974         }
3975         kfree(n);
3976         return NULL;
3977 }
3978
3979 #ifdef CONFIG_SMP
3980 /*
3981  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3982  * necessary.
3983  */
3984 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3985                 unsigned long action, void *hcpu)
3986 {
3987         long cpu = (long)hcpu;
3988         struct kmem_cache *s;
3989         unsigned long flags;
3990
3991         switch (action) {
3992         case CPU_UP_CANCELED:
3993         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3994         case CPU_DEAD:
3995         case CPU_DEAD_FROZEN:
3996                 mutex_lock(&slab_mutex);
3997                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3998                         local_irq_save(flags);
3999                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4000                         local_irq_restore(flags);
4001                 }
4002                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4003                 break;
4004         default:
4005                 break;
4006         }
4007         return NOTIFY_OK;
4008 }
4009
4010 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4011         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4012 };
4013
4014 #endif
4015
4016 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4017 {
4018         struct kmem_cache *s;
4019         void *ret;
4020
4021         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4022                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4023
4024         s = get_slab(size, gfpflags);
4025
4026         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4027                 return s;
4028
4029         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4030
4031         /* Honor the call site pointer we received. */
4032         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4033
4034         return ret;
4035 }
4036
4037 #ifdef CONFIG_NUMA
4038 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4039                                         int node, unsigned long caller)
4040 {
4041         struct kmem_cache *s;
4042         void *ret;
4043
4044         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4045                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4046
4047                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4048                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4049                                    gfpflags, node);
4050
4051                 return ret;
4052         }
4053
4054         s = get_slab(size, gfpflags);
4055
4056         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4057                 return s;
4058
4059         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4060
4061         /* Honor the call site pointer we received. */
4062         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4063
4064         return ret;
4065 }
4066 #endif
4067
4068 #ifdef CONFIG_SYSFS
4069 static int count_inuse(struct page *page)
4070 {
4071         return page->inuse;
4072 }
4073
4074 static int count_total(struct page *page)
4075 {
4076         return page->objects;
4077 }
4078 #endif
4079
4080 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4081 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4082                                                 unsigned long *map)
4083 {
4084         void *p;
4085         void *addr = page_address(page);
4086
4087         if (!check_slab(s, page) ||
4088                         !on_freelist(s, page, NULL))
4089                 return 0;
4090
4091         /* Now we know that a valid freelist exists */
4092         bitmap_zero(map, page->objects);
4093
4094         get_map(s, page, map);
4095         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4096                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4097                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4098                                 return 0;
4099         }
4100
4101         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4102                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4103                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4104                                 return 0;
4105         return 1;
4106 }
4107
4108 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4109                                                 unsigned long *map)
4110 {
4111         slab_lock(page);
4112         validate_slab(s, page, map);
4113         slab_unlock(page);
4114 }
4115
4116 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4117                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4118 {
4119         unsigned long count = 0;
4120         struct page *page;
4121         unsigned long flags;
4122
4123         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4124
4125         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4126                 validate_slab_slab(s, page, map);
4127                 count++;
4128         }
4129         if (count != n->nr_partial)
4130                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4131                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4132
4133         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4134                 goto out;
4135
4136         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4137                 validate_slab_slab(s, page, map);
4138                 count++;
4139         }
4140         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4141                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4142                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4143                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4144
4145 out:
4146         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4147         return count;
4148 }
4149
4150 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4151 {
4152         int node;
4153         unsigned long count = 0;
4154         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4155                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4156
4157         if (!map)
4158                 return -ENOMEM;
4159
4160         flush_all(s);
4161         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4162                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4163
4164                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4165         }
4166         kfree(map);
4167         return count;
4168 }
4169 /*
4170  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4171  * and freed.
4172  */
4173
4174 struct location {
4175         unsigned long count;
4176         unsigned long addr;
4177         long long sum_time;
4178         long min_time;
4179         long max_time;
4180         long min_pid;
4181         long max_pid;
4182         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4183         nodemask_t nodes;
4184 };
4185
4186 struct loc_track {
4187         unsigned long max;
4188         unsigned long count;
4189         struct location *loc;
4190 };
4191
4192 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4193 {
4194         if (t->max)
4195                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4196                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4197 }
4198
4199 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4200 {
4201         struct location *l;
4202         int order;
4203
4204         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4205
4206         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4207         if (!l)
4208                 return 0;
4209
4210         if (t->count) {
4211                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4212                 free_loc_track(t);
4213         }
4214         t->max = max;
4215         t->loc = l;
4216         return 1;
4217 }
4218
4219 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4220                                 const struct track *track)
4221 {
4222         long start, end, pos;
4223         struct location *l;
4224         unsigned long caddr;
4225         unsigned long age = jiffies - track->when;
4226
4227         start = -1;
4228         end = t->count;
4229
4230         for ( ; ; ) {
4231                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4232
4233                 /*
4234                  * There is nothing at "end". If we end up there
4235                  * we need to add something to before end.
4236                  */
4237                 if (pos == end)
4238                         break;
4239
4240                 caddr = t->loc[pos].addr;
4241                 if (track->addr == caddr) {
4242
4243                         l = &t->loc[pos];
4244                         l->count++;
4245                         if (track->when) {
4246                                 l->sum_time += age;
4247                                 if (age < l->min_time)
4248                                         l->min_time = age;
4249                                 if (age > l->max_time)
4250                                         l->max_time = age;
4251
4252                                 if (track->pid < l->min_pid)
4253                                         l->min_pid = track->pid;
4254                                 if (track->pid > l->max_pid)
4255                                         l->max_pid = track->pid;
4256
4257                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4258                                                 to_cpumask(l->cpus));
4259                         }
4260                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4261                         return 1;
4262                 }
4263
4264                 if (track->addr < caddr)
4265                         end = pos;
4266                 else
4267                         start = pos;
4268         }
4269
4270         /*
4271          * Not found. Insert new tracking element.
4272          */
4273         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4274                 return 0;
4275
4276         l = t->loc + pos;
4277         if (pos < t->count)
4278                 memmove(l + 1, l,
4279                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4280         t->count++;
4281         l->count = 1;
4282         l->addr = track->addr;
4283         l->sum_time = age;
4284         l->min_time = age;
4285         l->max_time = age;
4286         l->min_pid = track->pid;
4287         l->max_pid = track->pid;
4288         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4289         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4290         nodes_clear(l->nodes);
4291         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4292         return 1;
4293 }
4294
4295 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4296                 struct page *page, enum track_item alloc,
4297                 unsigned long *map)
4298 {
4299         void *addr = page_address(page);
4300         void *p;
4301
4302         bitmap_zero(map, page->objects);
4303         get_map(s, page, map);
4304
4305         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4306                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4307                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4308 }
4309
4310 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4311                                         enum track_item alloc)
4312 {
4313         int len = 0;
4314         unsigned long i;
4315         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4316         int node;
4317         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4318                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4319
4320         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4321                                      GFP_TEMPORARY)) {
4322                 kfree(map);
4323                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4324         }
4325         /* Push back cpu slabs */
4326         flush_all(s);
4327
4328         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4329                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4330                 unsigned long flags;
4331                 struct page *page;
4332
4333                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4334                         continue;
4335
4336                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4337                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4338                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4339                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4340                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4341                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4342         }
4343
4344         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4345                 struct location *l = &t.loc[i];
4346
4347                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4348                         break;
4349                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4350
4351                 if (l->addr)
4352                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4353                 else
4354                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4355
4356                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4357                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4358                                 l->min_time,
4359                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4360                                 l->max_time);
4361                 } else
4362                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4363                                 l->min_time);
4364
4365                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4366                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4367                                 l->min_pid, l->max_pid);
4368                 else
4369                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4370                                 l->min_pid);
4371
4372                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4373                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4374                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4375                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4376                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4377                                                  to_cpumask(l->cpus));
4378                 }
4379
4380                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4381                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4382                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4383                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4384                                         l->nodes);
4385                 }
4386
4387                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4388         }
4389
4390         free_loc_track(&t);
4391         kfree(map);
4392         if (!t.count)
4393                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4394         return len;
4395 }
4396 #endif
4397
4398 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4399 static void resiliency_test(void)
4400 {
4401         u8 *p;
4402
4403         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4404
4405         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4406         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4407         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4408
4409         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4410         p[16] = 0x12;
4411         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4412                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4413
4414         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4415
4416         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4417         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4418         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4419         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4420                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4421         printk(KERN_ERR
4422                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4423
4424         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4425         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4426         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4427         *p = 0x56;
4428         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4429                                                                         p);
4430         printk(KERN_ERR
4431                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4432         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4433
4434         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4435         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4436         kfree(p);
4437         *p = 0x78;
4438         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4439         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4440
4441         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4442         kfree(p);
4443         p[50] = 0x9a;
4444         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4445                         p);
4446         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4447
4448         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4449         kfree(p);
4450         p[512] = 0xab;
4451         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4452         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4453 }
4454 #else
4455 #ifdef CONFIG_SYSFS
4456 static void resiliency_test(void) {};
4457 #endif
4458 #endif
4459
4460 #ifdef CONFIG_SYSFS
4461 enum slab_stat_type {
4462         SL_ALL,                 /* All slabs */
4463         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4464         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4465         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4466         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4467 };
4468
4469 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4470 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4471 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4472 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4473 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4474
4475 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4476                             char *buf, unsigned long flags)
4477 {
4478         unsigned long total = 0;
4479         int node;
4480         int x;
4481         unsigned long *nodes;
4482         unsigned long *per_cpu;
4483
4484         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4485         if (!nodes)
4486                 return -ENOMEM;
4487         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4488
4489         if (flags & SO_CPU) {
4490                 int cpu;
4491
4492                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4493                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4494                         int node;
4495                         struct page *page;
4496
4497                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4498                         if (!page)
4499                                 continue;
4500
4501                         node = page_to_nid(page);
4502                         if (flags & SO_TOTAL)
4503                                 x = page->objects;
4504                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4505                                 x = page->inuse;
4506                         else
4507                                 x = 1;
4508
4509                         total += x;
4510                         nodes[node] += x;
4511
4512                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4513                         if (page) {
4514                                 x = page->pobjects;
4515                                 total += x;
4516                                 nodes[node] += x;
4517                         }
4518
4519                         per_cpu[node]++;
4520                 }
4521         }
4522
4523         lock_memory_hotplug();
4524 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4525         if (flags & SO_ALL) {
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 = atomic_long_read(&n->total_objects);
4531                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4532                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4533                                 count_partial(n, count_free);
4534
4535                         else
4536                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4537                         total += x;
4538                         nodes[node] += x;
4539                 }
4540
4541         } else
4542 #endif
4543         if (flags & SO_PARTIAL) {
4544                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4545                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4546
4547                         if (flags & SO_TOTAL)
4548                                 x = count_partial(n, count_total);
4549                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4550                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4551                         else
4552                                 x = n->nr_partial;
4553                         total += x;
4554                         nodes[node] += x;
4555                 }
4556         }
4557         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4558 #ifdef CONFIG_NUMA
4559         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4560                 if (nodes[node])
4561                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4562                                         node, nodes[node]);
4563 #endif
4564         unlock_memory_hotplug();
4565         kfree(nodes);
4566         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4567 }
4568
4569 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4570 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4571 {
4572         int node;
4573
4574         for_each_online_node(node) {
4575                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4576
4577                 if (!n)
4578                         continue;
4579
4580                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4581                         return 1;
4582         }
4583         return 0;
4584 }
4585 #endif
4586
4587 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4588 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4589
4590 struct slab_attribute {
4591         struct attribute attr;
4592         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4593         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4594 };
4595
4596 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4597         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4598         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4599
4600 #define SLAB_ATTR(_name) \
4601         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4602         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4603
4604 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4605 {
4606         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4607 }
4608 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4609
4610 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4611 {
4612         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4613 }
4614 SLAB_ATTR_RO(align);
4615
4616 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4621
4622 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4623 {
4624         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4625 }
4626 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4627
4628 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4629                                 const char *buf, size_t length)
4630 {
4631         unsigned long order;
4632         int err;
4633
4634         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4635         if (err)
4636                 return err;
4637
4638         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4639                 return -EINVAL;
4640
4641         calculate_sizes(s, order);
4642         return length;
4643 }
4644
4645 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4646 {
4647         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4648 }
4649 SLAB_ATTR(order);
4650
4651 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4652 {
4653         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4654 }
4655
4656 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4657                                  size_t length)
4658 {
4659         unsigned long min;
4660         int err;
4661
4662         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4663         if (err)
4664                 return err;
4665
4666         set_min_partial(s, min);
4667         return length;
4668 }
4669 SLAB_ATTR(min_partial);
4670
4671 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4672 {
4673         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4674 }
4675
4676 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4677                                  size_t length)
4678 {
4679         unsigned long objects;
4680         int err;
4681
4682         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4683         if (err)
4684                 return err;
4685         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4686                 return -EINVAL;
4687
4688         s->cpu_partial = objects;
4689         flush_all(s);
4690         return length;
4691 }
4692 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4693
4694 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4695 {
4696         if (!s->ctor)
4697                 return 0;
4698         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4699 }
4700 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4701
4702 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4703 {
4704         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4705 }
4706 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4707
4708 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4709 {
4710         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4711 }
4712 SLAB_ATTR_RO(partial);
4713
4714 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4715 {
4716         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4717 }
4718 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4719
4720 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4721 {
4722         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4723 }
4724 SLAB_ATTR_RO(objects);
4725
4726 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4727 {
4728         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4729 }
4730 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4731
4732 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         int objects = 0;
4735         int pages = 0;
4736         int cpu;
4737         int len;
4738
4739         for_each_online_cpu(cpu) {
4740                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4741
4742                 if (page) {
4743                         pages += page->pages;
4744                         objects += page->pobjects;
4745                 }
4746         }
4747
4748         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4749
4750 #ifdef CONFIG_SMP
4751         for_each_online_cpu(cpu) {
4752                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4753
4754                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4755                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4756                                 page->pobjects, page->pages);
4757         }
4758 #endif
4759         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4760 }
4761 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4762
4763 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4764 {
4765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4766 }
4767
4768 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4769                                 const char *buf, size_t length)
4770 {
4771         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4772         if (buf[0] == '1')
4773                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4774         return length;
4775 }
4776 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4777
4778 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4779 {
4780         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4781 }
4782 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4783
4784 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4785 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4786 {
4787         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4788 }
4789 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4790 #endif
4791
4792 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4793 {
4794         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4795 }
4796 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4797
4798 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4799 {
4800         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4801 }
4802 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4803
4804 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4805 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4806 {
4807         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4808 }
4809 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4810
4811 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4812 {
4813         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4814 }
4815 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4816
4817 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4818 {
4819         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4820 }
4821
4822 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4823                                 const char *buf, size_t length)
4824 {
4825         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4826         if (buf[0] == '1') {
4827                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4828                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4829         }
4830         return length;
4831 }
4832 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4833
4834 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4835 {
4836         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4837 }
4838
4839 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4840                                                         size_t length)
4841 {
4842         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4843         if (buf[0] == '1') {
4844                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4845                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4846         }
4847         return length;
4848 }
4849 SLAB_ATTR(trace);
4850
4851 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4852 {
4853         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4854 }
4855
4856 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4857                                 const char *buf, size_t length)
4858 {
4859         if (any_slab_objects(s))
4860                 return -EBUSY;
4861
4862         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4863         if (buf[0] == '1') {
4864                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4865                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4866         }
4867         calculate_sizes(s, -1);
4868         return length;
4869 }
4870 SLAB_ATTR(red_zone);
4871
4872 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4873 {
4874         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4875 }
4876
4877 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4878                                 const char *buf, size_t length)
4879 {
4880         if (any_slab_objects(s))
4881                 return -EBUSY;
4882
4883         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4884         if (buf[0] == '1') {
4885                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4886                 s->flags |= SLAB_POISON;
4887         }
4888         calculate_sizes(s, -1);
4889         return length;
4890 }
4891 SLAB_ATTR(poison);
4892
4893 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4894 {
4895         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4896 }
4897
4898 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4899                                 const char *buf, size_t length)
4900 {
4901         if (any_slab_objects(s))
4902                 return -EBUSY;
4903
4904         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4905         if (buf[0] == '1') {
4906                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4907                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4908         }
4909         calculate_sizes(s, -1);
4910         return length;
4911 }
4912 SLAB_ATTR(store_user);
4913
4914 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4915 {
4916         return 0;
4917 }
4918
4919 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4920                         const char *buf, size_t length)
4921 {
4922         int ret = -EINVAL;
4923
4924         if (buf[0] == '1') {
4925                 ret = validate_slab_cache(s);
4926                 if (ret >= 0)
4927                         ret = length;
4928         }
4929         return ret;
4930 }
4931 SLAB_ATTR(validate);
4932
4933 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4934 {
4935         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4936                 return -ENOSYS;
4937         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4938 }
4939 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4940
4941 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4942 {
4943         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4944                 return -ENOSYS;
4945         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4946 }
4947 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4948 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4949
4950 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4951 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4952 {
4953         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4954 }
4955
4956 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4957                                                         size_t length)
4958 {
4959         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4960         if (buf[0] == '1')
4961                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4962         return length;
4963 }
4964 SLAB_ATTR(failslab);
4965 #endif
4966
4967 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4968 {
4969         return 0;
4970 }
4971
4972 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4973                         const char *buf, size_t length)
4974 {
4975         if (buf[0] == '1') {
4976                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4977
4978                 if (rc)
4979                         return rc;
4980         } else
4981                 return -EINVAL;
4982         return length;
4983 }
4984 SLAB_ATTR(shrink);
4985
4986 #ifdef CONFIG_NUMA
4987 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4988 {
4989         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4990 }
4991
4992 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4993                                 const char *buf, size_t length)
4994 {
4995         unsigned long ratio;
4996         int err;
4997
4998         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4999         if (err)
5000                 return err;
5001
5002         if (ratio <= 100)
5003                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5004
5005         return length;
5006 }
5007 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5008 #endif
5009
5010 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5011 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5012 {
5013         unsigned long sum  = 0;
5014         int cpu;
5015         int len;
5016         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5017
5018         if (!data)
5019                 return -ENOMEM;
5020
5021         for_each_online_cpu(cpu) {
5022                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5023
5024                 data[cpu] = x;
5025                 sum += x;
5026         }
5027
5028         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5029
5030 #ifdef CONFIG_SMP
5031         for_each_online_cpu(cpu) {
5032                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5033                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5034         }
5035 #endif
5036         kfree(data);
5037         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5038 }
5039
5040 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5041 {
5042         int cpu;
5043
5044         for_each_online_cpu(cpu)
5045                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5046 }
5047
5048 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5049 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5050 {                                                               \
5051         return show_stat(s, buf, si);                           \
5052 }                                                               \
5053 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5054                                 const char *buf, size_t length) \
5055 {                                                               \
5056         if (buf[0] != '0')                                      \
5057                 return -EINVAL;                                 \
5058         clear_stat(s, si);                                      \
5059         return length;                                          \
5060 }                                                               \
5061 SLAB_ATTR(text);                                                \
5062
5063 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5064 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5065 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5066 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5067 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5068 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5069 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5070 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5071 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5072 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5073 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5074 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5075 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5076 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5077 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5078 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5079 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5080 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5081 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5082 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5083 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5084 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5085 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5086 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5087 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5088 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5089 #endif
5090
5091 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5092         &slab_size_attr.attr,
5093         &object_size_attr.attr,
5094         &objs_per_slab_attr.attr,
5095         &order_attr.attr,
5096         &min_partial_attr.attr,
5097         &cpu_partial_attr.attr,
5098         &objects_attr.attr,
5099         &objects_partial_attr.attr,
5100         &partial_attr.attr,
5101         &cpu_slabs_attr.attr,
5102         &ctor_attr.attr,
5103         &aliases_attr.attr,
5104         &align_attr.attr,
5105         &hwcache_align_attr.attr,
5106         &reclaim_account_attr.attr,
5107         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5108         &shrink_attr.attr,
5109         &reserved_attr.attr,
5110         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5111 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5112         &total_objects_attr.attr,
5113         &slabs_attr.attr,
5114         &sanity_checks_attr.attr,
5115         &trace_attr.attr,
5116         &red_zone_attr.attr,
5117         &poison_attr.attr,
5118         &store_user_attr.attr,
5119         &validate_attr.attr,
5120         &alloc_calls_attr.attr,
5121         &free_calls_attr.attr,
5122 #endif
5123 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5124         &cache_dma_attr.attr,
5125 #endif
5126 #ifdef CONFIG_NUMA
5127         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5128 #endif
5129 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5130         &alloc_fastpath_attr.attr,
5131         &alloc_slowpath_attr.attr,
5132         &free_fastpath_attr.attr,
5133         &free_slowpath_attr.attr,
5134         &free_frozen_attr.attr,
5135         &free_add_partial_attr.attr,
5136         &free_remove_partial_attr.attr,
5137         &alloc_from_partial_attr.attr,
5138         &alloc_slab_attr.attr,
5139         &alloc_refill_attr.attr,
5140         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5141         &free_slab_attr.attr,
5142         &cpuslab_flush_attr.attr,
5143         &deactivate_full_attr.attr,
5144         &deactivate_empty_attr.attr,
5145         &deactivate_to_head_attr.attr,
5146         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5147         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5148         &deactivate_bypass_attr.attr,
5149         &order_fallback_attr.attr,
5150         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5151         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5152         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5153         &cpu_partial_free_attr.attr,
5154         &cpu_partial_node_attr.attr,
5155         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5156 #endif
5157 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5158         &failslab_attr.attr,
5159 #endif
5160
5161         NULL
5162 };
5163
5164 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5165         .attrs = slab_attrs,
5166 };
5167
5168 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5169                                 struct attribute *attr,
5170                                 char *buf)
5171 {
5172         struct slab_attribute *attribute;
5173         struct kmem_cache *s;
5174         int err;
5175
5176         attribute = to_slab_attr(attr);
5177         s = to_slab(kobj);
5178
5179         if (!attribute->show)
5180                 return -EIO;
5181
5182         err = attribute->show(s, buf);
5183
5184         return err;
5185 }
5186
5187 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5188                                 struct attribute *attr,
5189                                 const char *buf, size_t len)
5190 {
5191         struct slab_attribute *attribute;
5192         struct kmem_cache *s;
5193         int err;
5194
5195         attribute = to_slab_attr(attr);
5196         s = to_slab(kobj);
5197
5198         if (!attribute->store)
5199                 return -EIO;
5200
5201         err = attribute->store(s, buf, len);
5202
5203         return err;
5204 }
5205
5206 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5207 {
5208         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5209
5210         kfree(s->name);
5211         kmem_cache_free(kmem_cache, s);
5212 }
5213
5214 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5215         .show = slab_attr_show,
5216         .store = slab_attr_store,
5217 };
5218
5219 static struct kobj_type slab_ktype = {
5220         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5221         .release = kmem_cache_release
5222 };
5223
5224 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5225 {
5226         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5227
5228         if (ktype == &slab_ktype)
5229                 return 1;
5230         return 0;
5231 }
5232
5233 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5234         .filter = uevent_filter,
5235 };
5236
5237 static struct kset *slab_kset;
5238
5239 #define ID_STR_LENGTH 64
5240
5241 /* Create a unique string id for a slab cache:
5242  *
5243  * Format       :[flags-]size
5244  */
5245 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5246 {
5247         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5248         char *p = name;
5249
5250         BUG_ON(!name);
5251
5252         *p++ = ':';
5253         /*
5254          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5255          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5256          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5257          * are matched during merging to guarantee that the id is
5258          * unique.
5259          */
5260         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5261                 *p++ = 'd';
5262         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5263                 *p++ = 'a';
5264         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5265                 *p++ = 'F';
5266         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5267                 *p++ = 't';
5268         if (p != name + 1)
5269                 *p++ = '-';
5270         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5271         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5272         return name;
5273 }
5274
5275 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5276 {
5277         int err;
5278         const char *name;
5279         int unmergeable;
5280
5281         if (slab_state < FULL)
5282                 /* Defer until later */
5283                 return 0;
5284
5285         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5286         if (unmergeable) {
5287                 /*
5288                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5289                  * This is typically the case for debug situations. In that
5290                  * case we can catch duplicate names easily.
5291                  */
5292                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5293                 name = s->name;
5294         } else {
5295                 /*
5296                  * Create a unique name for the slab as a target
5297                  * for the symlinks.
5298                  */
5299                 name = create_unique_id(s);
5300         }
5301
5302         s->kobj.kset = slab_kset;
5303         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5304         if (err) {
5305                 kobject_put(&s->kobj);
5306                 return err;
5307         }
5308
5309         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5310         if (err) {
5311                 kobject_del(&s->kobj);
5312                 kobject_put(&s->kobj);
5313                 return err;
5314         }
5315         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5316         if (!unmergeable) {
5317                 /* Setup first alias */
5318                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5319                 kfree(name);
5320         }
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5325 {
5326         if (slab_state < FULL)
5327                 /*
5328                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5329                  * cache from sysfs.
5330                  */
5331                 return;
5332
5333         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5334         kobject_del(&s->kobj);
5335         kobject_put(&s->kobj);
5336 }
5337
5338 /*
5339  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5340  * available lest we lose that information.
5341  */
5342 struct saved_alias {
5343         struct kmem_cache *s;
5344         const char *name;
5345         struct saved_alias *next;
5346 };
5347
5348 static struct saved_alias *alias_list;
5349
5350 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5351 {
5352         struct saved_alias *al;
5353
5354         if (slab_state == FULL) {
5355                 /*
5356                  * If we have a leftover link then remove it.
5357                  */
5358                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5359                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5360         }
5361
5362         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5363         if (!al)
5364                 return -ENOMEM;
5365
5366         al->s = s;
5367         al->name = name;
5368         al->next = alias_list;
5369         alias_list = al;
5370         return 0;
5371 }
5372
5373 static int __init slab_sysfs_init(void)
5374 {
5375         struct kmem_cache *s;
5376         int err;
5377
5378         mutex_lock(&slab_mutex);
5379
5380         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5381         if (!slab_kset) {
5382                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5383                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5384                 return -ENOSYS;
5385         }
5386
5387         slab_state = FULL;
5388
5389         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5390                 err = sysfs_slab_add(s);
5391                 if (err)
5392                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5393                                                 " to sysfs\n", s->name);
5394         }
5395
5396         while (alias_list) {
5397                 struct saved_alias *al = alias_list;
5398
5399                 alias_list = alias_list->next;
5400                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5401                 if (err)
5402                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5403                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5404                 kfree(al);
5405         }
5406
5407         mutex_unlock(&slab_mutex);
5408         resiliency_test();
5409         return 0;
5410 }
5411
5412 __initcall(slab_sysfs_init);
5413 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5414
5415 /*
5416  * The /proc/slabinfo ABI
5417  */
5418 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5419 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5420 {
5421         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5422         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5423                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5424         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5425         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5426         seq_putc(m, '\n');
5427 }
5428
5429 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5430 {
5431         loff_t n = *pos;
5432
5433         mutex_lock(&slab_mutex);
5434         if (!n)
5435                 print_slabinfo_header(m);
5436
5437         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5438 }
5439
5440 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5441 {
5442         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5443 }
5444
5445 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5446 {
5447         mutex_unlock(&slab_mutex);
5448 }
5449
5450 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5451 {
5452         unsigned long nr_partials = 0;
5453         unsigned long nr_slabs = 0;
5454         unsigned long nr_inuse = 0;
5455         unsigned long nr_objs = 0;
5456         unsigned long nr_free = 0;
5457         struct kmem_cache *s;
5458         int node;
5459
5460         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5461
5462         for_each_online_node(node) {
5463                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5464
5465                 if (!n)
5466                         continue;
5467
5468                 nr_partials += n->nr_partial;
5469                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5470                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5471                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5472         }
5473
5474         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5475
5476         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5477                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5478                    (1 << oo_order(s->oo)));
5479         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5480         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5481                    0UL);
5482         seq_putc(m, '\n');
5483         return 0;
5484 }
5485
5486 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5487         .start = s_start,
5488         .next = s_next,
5489         .stop = s_stop,
5490         .show = s_show,
5491 };
5492
5493 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5494 {
5495         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5496 }
5497
5498 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5499         .open           = slabinfo_open,
5500         .read           = seq_read,
5501         .llseek         = seq_lseek,
5502         .release        = seq_release,
5503 };
5504
5505 static int __init slab_proc_init(void)
5506 {
5507         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5508         return 0;
5509 }
5510 module_init(slab_proc_init);
5511 #endif /* CONFIG_SLABINFO */