slub: Eliminate repeated use of c->page through a new page variable
[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 and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
265 {
266         *(void **)(object + s->offset) = fp;
267 }
268
269 /* Loop over all objects in a slab */
270 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
271         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
272                         __p += (__s)->size)
273
274 /* Determine object index from a given position */
275 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
276 {
277         return (p - addr) / s->size;
278 }
279
280 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
281 {
282 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
283         /*
284          * Debugging requires use of the padding between object
285          * and whatever may come after it.
286          */
287         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
288                 return s->objsize;
289
290 #endif
291         /*
292          * If we have the need to store the freelist pointer
293          * back there or track user information then we can
294          * only use the space before that information.
295          */
296         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
297                 return s->inuse;
298         /*
299          * Else we can use all the padding etc for the allocation
300          */
301         return s->size;
302 }
303
304 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
305 {
306         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
307 }
308
309 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
310                 unsigned long size, int reserved)
311 {
312         struct kmem_cache_order_objects x = {
313                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
314         };
315
316         return x;
317 }
318
319 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
320 {
321         return x.x >> OO_SHIFT;
322 }
323
324 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
325 {
326         return x.x & OO_MASK;
327 }
328
329 /*
330  * Determine a map of object in use on a page.
331  *
332  * Slab lock or node listlock must be held to guarantee that the page does
333  * not vanish from under us.
334  */
335 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
336 {
337         void *p;
338         void *addr = page_address(page);
339
340         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
341                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
345 /*
346  * Debug settings:
347  */
348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
349 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
350 #else
351 static int slub_debug;
352 #endif
353
354 static char *slub_debug_slabs;
355 static int disable_higher_order_debug;
356
357 /*
358  * Object debugging
359  */
360 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
361 {
362         int i, offset;
363         int newline = 1;
364         char ascii[17];
365
366         ascii[16] = 0;
367
368         for (i = 0; i < length; i++) {
369                 if (newline) {
370                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
371                         newline = 0;
372                 }
373                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
374                 offset = i % 16;
375                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
376                 if (offset == 15) {
377                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
378                         newline = 1;
379                 }
380         }
381         if (!newline) {
382                 i %= 16;
383                 while (i < 16) {
384                         printk(KERN_CONT "   ");
385                         ascii[i] = ' ';
386                         i++;
387                 }
388                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
389         }
390 }
391
392 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
393         enum track_item alloc)
394 {
395         struct track *p;
396
397         if (s->offset)
398                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
399         else
400                 p = object + s->inuse;
401
402         return p + alloc;
403 }
404
405 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
406                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
407 {
408         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
409
410         if (addr) {
411                 p->addr = addr;
412                 p->cpu = smp_processor_id();
413                 p->pid = current->pid;
414                 p->when = jiffies;
415         } else
416                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
417 }
418
419 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
420 {
421         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
422                 return;
423
424         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
425         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
426 }
427
428 static void print_track(const char *s, struct track *t)
429 {
430         if (!t->addr)
431                 return;
432
433         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
434                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
435 }
436
437 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
438 {
439         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
440                 return;
441
442         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
443         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
444 }
445
446 static void print_page_info(struct page *page)
447 {
448         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
449                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
450
451 }
452
453 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
454 {
455         va_list args;
456         char buf[100];
457
458         va_start(args, fmt);
459         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
460         va_end(args);
461         printk(KERN_ERR "========================================"
462                         "=====================================\n");
463         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
464         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
465                         "-------------------------------------\n\n");
466 }
467
468 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
469 {
470         va_list args;
471         char buf[100];
472
473         va_start(args, fmt);
474         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
475         va_end(args);
476         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
477 }
478
479 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
480 {
481         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
482         u8 *addr = page_address(page);
483
484         print_tracking(s, p);
485
486         print_page_info(page);
487
488         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
489                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
490
491         if (p > addr + 16)
492                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
493
494         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
495
496         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
497                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
498                         s->inuse - s->objsize);
499
500         if (s->offset)
501                 off = s->offset + sizeof(void *);
502         else
503                 off = s->inuse;
504
505         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
506                 off += 2 * sizeof(struct track);
507
508         if (off != s->size)
509                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
510                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
511
512         dump_stack();
513 }
514
515 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
516                         u8 *object, char *reason)
517 {
518         slab_bug(s, "%s", reason);
519         print_trailer(s, page, object);
520 }
521
522 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
523 {
524         va_list args;
525         char buf[100];
526
527         va_start(args, fmt);
528         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
529         va_end(args);
530         slab_bug(s, "%s", buf);
531         print_page_info(page);
532         dump_stack();
533 }
534
535 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
536 {
537         u8 *p = object;
538
539         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
540                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
541                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
542         }
543
544         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
545                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
546 }
547
548 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
549 {
550         while (bytes) {
551                 if (*start != (u8)value)
552                         return start;
553                 start++;
554                 bytes--;
555         }
556         return NULL;
557 }
558
559 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
560                                                 void *from, void *to)
561 {
562         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
563         memset(from, data, to - from);
564 }
565
566 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
567                         u8 *object, char *what,
568                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
569 {
570         u8 *fault;
571         u8 *end;
572
573         fault = check_bytes(start, value, bytes);
574         if (!fault)
575                 return 1;
576
577         end = start + bytes;
578         while (end > fault && end[-1] == value)
579                 end--;
580
581         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
582         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
583                                         fault, end - 1, fault[0], value);
584         print_trailer(s, page, object);
585
586         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
587         return 0;
588 }
589
590 /*
591  * Object layout:
592  *
593  * object address
594  *      Bytes of the object to be managed.
595  *      If the freepointer may overlay the object then the free
596  *      pointer is the first word of the object.
597  *
598  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
599  *      0xa5 (POISON_END)
600  *
601  * object + s->objsize
602  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
603  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
604  *      objsize == inuse.
605  *
606  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
607  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
608  *
609  * object + s->inuse
610  *      Meta data starts here.
611  *
612  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
613  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
614  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
615  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
616  *              before the word boundary.
617  *
618  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
619  *
620  * object + s->size
621  *      Nothing is used beyond s->size.
622  *
623  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
624  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
625  * may be used with merged slabcaches.
626  */
627
628 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
629 {
630         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
631
632         if (s->offset)
633                 /* Freepointer is placed after the object. */
634                 off += sizeof(void *);
635
636         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
637                 /* We also have user information there */
638                 off += 2 * sizeof(struct track);
639
640         if (s->size == off)
641                 return 1;
642
643         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
644                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
645 }
646
647 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
648 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
649 {
650         u8 *start;
651         u8 *fault;
652         u8 *end;
653         int length;
654         int remainder;
655
656         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
657                 return 1;
658
659         start = page_address(page);
660         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
661         end = start + length;
662         remainder = length % s->size;
663         if (!remainder)
664                 return 1;
665
666         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
667         if (!fault)
668                 return 1;
669         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
670                 end--;
671
672         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
673         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
674
675         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
676         return 0;
677 }
678
679 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
680                                         void *object, u8 val)
681 {
682         u8 *p = object;
683         u8 *endobject = object + s->objsize;
684
685         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
686                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
687                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
688                         return 0;
689         } else {
690                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
691                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
692                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
693                 }
694         }
695
696         if (s->flags & SLAB_POISON) {
697                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
698                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
699                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
700                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
701                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
702                         return 0;
703                 /*
704                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
705                  */
706                 check_pad_bytes(s, page, p);
707         }
708
709         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
710                 /*
711                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
712                  * freepointer while object is allocated.
713                  */
714                 return 1;
715
716         /* Check free pointer validity */
717         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
718                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
719                 /*
720                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
721                  * of the free objects in this slab. May cause
722                  * another error because the object count is now wrong.
723                  */
724                 set_freepointer(s, p, NULL);
725                 return 0;
726         }
727         return 1;
728 }
729
730 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
731 {
732         int maxobj;
733
734         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
735
736         if (!PageSlab(page)) {
737                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
738                 return 0;
739         }
740
741         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
742         if (page->objects > maxobj) {
743                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
744                         s->name, page->objects, maxobj);
745                 return 0;
746         }
747         if (page->inuse > page->objects) {
748                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
749                         s->name, page->inuse, page->objects);
750                 return 0;
751         }
752         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
753         slab_pad_check(s, page);
754         return 1;
755 }
756
757 /*
758  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
759  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
760  */
761 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
762 {
763         int nr = 0;
764         void *fp = page->freelist;
765         void *object = NULL;
766         unsigned long max_objects;
767
768         while (fp && nr <= page->objects) {
769                 if (fp == search)
770                         return 1;
771                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
772                         if (object) {
773                                 object_err(s, page, object,
774                                         "Freechain corrupt");
775                                 set_freepointer(s, object, NULL);
776                                 break;
777                         } else {
778                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
779                                 page->freelist = NULL;
780                                 page->inuse = page->objects;
781                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
782                                 return 0;
783                         }
784                         break;
785                 }
786                 object = fp;
787                 fp = get_freepointer(s, object);
788                 nr++;
789         }
790
791         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
792         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
793                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
794
795         if (page->objects != max_objects) {
796                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
797                         "should be %d", page->objects, max_objects);
798                 page->objects = max_objects;
799                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
800         }
801         if (page->inuse != page->objects - nr) {
802                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
803                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
804                 page->inuse = page->objects - nr;
805                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
806         }
807         return search == NULL;
808 }
809
810 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
811                                                                 int alloc)
812 {
813         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
814                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
815                         s->name,
816                         alloc ? "alloc" : "free",
817                         object, page->inuse,
818                         page->freelist);
819
820                 if (!alloc)
821                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
822
823                 dump_stack();
824         }
825 }
826
827 /*
828  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
829  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
830  */
831 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
832 {
833         flags &= gfp_allowed_mask;
834         lockdep_trace_alloc(flags);
835         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
836
837         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
838 }
839
840 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
841 {
842         flags &= gfp_allowed_mask;
843         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
844         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
845 }
846
847 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
848 {
849         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
850
851         /*
852          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
853          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
854          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
855          */
856 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
857         {
858                 unsigned long flags;
859
860                 local_irq_save(flags);
861                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
862                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
863                 local_irq_restore(flags);
864         }
865 #endif
866         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
867                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
868 }
869
870 /*
871  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
872  */
873 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
874 {
875         spin_lock(&n->list_lock);
876         list_add(&page->lru, &n->full);
877         spin_unlock(&n->list_lock);
878 }
879
880 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
881 {
882         struct kmem_cache_node *n;
883
884         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
885                 return;
886
887         n = get_node(s, page_to_nid(page));
888
889         spin_lock(&n->list_lock);
890         list_del(&page->lru);
891         spin_unlock(&n->list_lock);
892 }
893
894 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
895 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
896 {
897         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
898
899         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
900 }
901
902 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
903 {
904         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
905 }
906
907 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
910
911         /*
912          * May be called early in order to allocate a slab for the
913          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
914          * dilemma by deferring the increment of the count during
915          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
916          */
917         if (n) {
918                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
919                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
920         }
921 }
922 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
923 {
924         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
925
926         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
927         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
928 }
929
930 /* Object debug checks for alloc/free paths */
931 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
932                                                                 void *object)
933 {
934         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
935                 return;
936
937         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
938         init_tracking(s, object);
939 }
940
941 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
942                                         void *object, unsigned long addr)
943 {
944         if (!check_slab(s, page))
945                 goto bad;
946
947         if (!on_freelist(s, page, object)) {
948                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
949                 goto bad;
950         }
951
952         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
953                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
954                 goto bad;
955         }
956
957         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
958                 goto bad;
959
960         /* Success perform special debug activities for allocs */
961         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
962                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
963         trace(s, page, object, 1);
964         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
965         return 1;
966
967 bad:
968         if (PageSlab(page)) {
969                 /*
970                  * If this is a slab page then lets do the best we can
971                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
972                  * as used avoids touching the remaining objects.
973                  */
974                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
975                 page->inuse = page->objects;
976                 page->freelist = NULL;
977         }
978         return 0;
979 }
980
981 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
982                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
983 {
984         if (!check_slab(s, page))
985                 goto fail;
986
987         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
988                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
989                 goto fail;
990         }
991
992         if (on_freelist(s, page, object)) {
993                 object_err(s, page, object, "Object already free");
994                 goto fail;
995         }
996
997         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
998                 return 0;
999
1000         if (unlikely(s != page->slab)) {
1001                 if (!PageSlab(page)) {
1002                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1003                                 "outside of slab", object);
1004                 } else if (!page->slab) {
1005                         printk(KERN_ERR
1006                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1007                                                 object);
1008                         dump_stack();
1009                 } else
1010                         object_err(s, page, object,
1011                                         "page slab pointer corrupt.");
1012                 goto fail;
1013         }
1014
1015         /* Special debug activities for freeing objects */
1016         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
1017                 remove_full(s, page);
1018         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1019                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1020         trace(s, page, object, 0);
1021         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1022         return 1;
1023
1024 fail:
1025         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1030 {
1031         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1032         if (*str++ != '=' || !*str)
1033                 /*
1034                  * No options specified. Switch on full debugging.
1035                  */
1036                 goto out;
1037
1038         if (*str == ',')
1039                 /*
1040                  * No options but restriction on slabs. This means full
1041                  * debugging for slabs matching a pattern.
1042                  */
1043                 goto check_slabs;
1044
1045         if (tolower(*str) == 'o') {
1046                 /*
1047                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1048                  * would increase as a result.
1049                  */
1050                 disable_higher_order_debug = 1;
1051                 goto out;
1052         }
1053
1054         slub_debug = 0;
1055         if (*str == '-')
1056                 /*
1057                  * Switch off all debugging measures.
1058                  */
1059                 goto out;
1060
1061         /*
1062          * Determine which debug features should be switched on
1063          */
1064         for (; *str && *str != ','; str++) {
1065                 switch (tolower(*str)) {
1066                 case 'f':
1067                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1068                         break;
1069                 case 'z':
1070                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1071                         break;
1072                 case 'p':
1073                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1074                         break;
1075                 case 'u':
1076                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1077                         break;
1078                 case 't':
1079                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1080                         break;
1081                 case 'a':
1082                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1083                         break;
1084                 default:
1085                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1086                                 "unknown. skipped\n", *str);
1087                 }
1088         }
1089
1090 check_slabs:
1091         if (*str == ',')
1092                 slub_debug_slabs = str + 1;
1093 out:
1094         return 1;
1095 }
1096
1097 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1098
1099 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1100         unsigned long flags, const char *name,
1101         void (*ctor)(void *))
1102 {
1103         /*
1104          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1105          */
1106         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1107                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1108                 flags |= slub_debug;
1109
1110         return flags;
1111 }
1112 #else
1113 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1114                         struct page *page, void *object) {}
1115
1116 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1117         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1118
1119 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1120         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1121
1122 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1123                         { return 1; }
1124 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1125                         void *object, u8 val) { return 1; }
1126 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1127 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1128         unsigned long flags, const char *name,
1129         void (*ctor)(void *))
1130 {
1131         return flags;
1132 }
1133 #define slub_debug 0
1134
1135 #define disable_higher_order_debug 0
1136
1137 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1138                                                         { return 0; }
1139 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1140                                                         { return 0; }
1141 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1142                                                         int objects) {}
1143 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1144                                                         int objects) {}
1145
1146 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1147                                                         { return 0; }
1148
1149 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1150                 void *object) {}
1151
1152 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1153
1154 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1155
1156 /*
1157  * Slab allocation and freeing
1158  */
1159 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1160                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1161 {
1162         int order = oo_order(oo);
1163
1164         flags |= __GFP_NOTRACK;
1165
1166         if (node == NUMA_NO_NODE)
1167                 return alloc_pages(flags, order);
1168         else
1169                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1170 }
1171
1172 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1173 {
1174         struct page *page;
1175         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1176         gfp_t alloc_gfp;
1177
1178         flags |= s->allocflags;
1179
1180         /*
1181          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1182          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1183          */
1184         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1185
1186         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1187         if (unlikely(!page)) {
1188                 oo = s->min;
1189                 /*
1190                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1191                  * Try a lower order alloc if possible
1192                  */
1193                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1194                 if (!page)
1195                         return NULL;
1196
1197                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1198         }
1199
1200         if (kmemcheck_enabled
1201                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1202                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1203
1204                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1205
1206                 /*
1207                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1208                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1209                  */
1210                 if (s->ctor)
1211                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1212                 else
1213                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1214         }
1215
1216         page->objects = oo_objects(oo);
1217         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1218                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1219                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1220                 1 << oo_order(oo));
1221
1222         return page;
1223 }
1224
1225 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1226                                 void *object)
1227 {
1228         setup_object_debug(s, page, object);
1229         if (unlikely(s->ctor))
1230                 s->ctor(object);
1231 }
1232
1233 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1234 {
1235         struct page *page;
1236         void *start;
1237         void *last;
1238         void *p;
1239
1240         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1241
1242         page = allocate_slab(s,
1243                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1244         if (!page)
1245                 goto out;
1246
1247         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1248         page->slab = s;
1249         page->flags |= 1 << PG_slab;
1250
1251         start = page_address(page);
1252
1253         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1254                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1255
1256         last = start;
1257         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1258                 setup_object(s, page, last);
1259                 set_freepointer(s, last, p);
1260                 last = p;
1261         }
1262         setup_object(s, page, last);
1263         set_freepointer(s, last, NULL);
1264
1265         page->freelist = start;
1266         page->inuse = 0;
1267 out:
1268         return page;
1269 }
1270
1271 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1272 {
1273         int order = compound_order(page);
1274         int pages = 1 << order;
1275
1276         if (kmem_cache_debug(s)) {
1277                 void *p;
1278
1279                 slab_pad_check(s, page);
1280                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1281                                                 page->objects)
1282                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1283         }
1284
1285         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1286
1287         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1288                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1289                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1290                 -pages);
1291
1292         __ClearPageSlab(page);
1293         reset_page_mapcount(page);
1294         if (current->reclaim_state)
1295                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1296         __free_pages(page, order);
1297 }
1298
1299 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1300         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1301
1302 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1303 {
1304         struct page *page;
1305
1306         if (need_reserve_slab_rcu)
1307                 page = virt_to_head_page(h);
1308         else
1309                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1310
1311         __free_slab(page->slab, page);
1312 }
1313
1314 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1315 {
1316         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1317                 struct rcu_head *head;
1318
1319                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1320                         int order = compound_order(page);
1321                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1322
1323                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1324                         head = page_address(page) + offset;
1325                 } else {
1326                         /*
1327                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1328                          */
1329                         head = (void *)&page->lru;
1330                 }
1331
1332                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1333         } else
1334                 __free_slab(s, page);
1335 }
1336
1337 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1338 {
1339         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1340         free_slab(s, page);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Per slab locking using the pagelock
1345  */
1346 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1347 {
1348         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1349 }
1350
1351 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1352 {
1353         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1354 }
1355
1356 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1357 {
1358         int rc = 1;
1359
1360         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1361         return rc;
1362 }
1363
1364 /*
1365  * Management of partially allocated slabs
1366  */
1367 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1368                                 struct page *page, int tail)
1369 {
1370         spin_lock(&n->list_lock);
1371         n->nr_partial++;
1372         if (tail)
1373                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1374         else
1375                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1376         spin_unlock(&n->list_lock);
1377 }
1378
1379 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1380                                         struct page *page)
1381 {
1382         list_del(&page->lru);
1383         n->nr_partial--;
1384 }
1385
1386 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1387 {
1388         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1389
1390         spin_lock(&n->list_lock);
1391         __remove_partial(n, page);
1392         spin_unlock(&n->list_lock);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Lock slab and remove from the partial list.
1397  *
1398  * Must hold list_lock.
1399  */
1400 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1401                                                         struct page *page)
1402 {
1403         if (slab_trylock(page)) {
1404                 __remove_partial(n, page);
1405                 __SetPageSlubFrozen(page);
1406                 return 1;
1407         }
1408         return 0;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1413  */
1414 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1415 {
1416         struct page *page;
1417
1418         /*
1419          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1420          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1421          * partial slab and there is none available then get_partials()
1422          * will return NULL.
1423          */
1424         if (!n || !n->nr_partial)
1425                 return NULL;
1426
1427         spin_lock(&n->list_lock);
1428         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1429                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1430                         goto out;
1431         page = NULL;
1432 out:
1433         spin_unlock(&n->list_lock);
1434         return page;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1439  */
1440 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1441 {
1442 #ifdef CONFIG_NUMA
1443         struct zonelist *zonelist;
1444         struct zoneref *z;
1445         struct zone *zone;
1446         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1447         struct page *page;
1448
1449         /*
1450          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1451          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1452          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1453          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1454          *
1455          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1456          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1457          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1458          * from other nodes and filled up.
1459          *
1460          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1461          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1462          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1463          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1464          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1465          * with available objects.
1466          */
1467         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1468                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1469                 return NULL;
1470
1471         get_mems_allowed();
1472         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1473         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1474                 struct kmem_cache_node *n;
1475
1476                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1477
1478                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1479                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1480                         page = get_partial_node(n);
1481                         if (page) {
1482                                 put_mems_allowed();
1483                                 return page;
1484                         }
1485                 }
1486         }
1487         put_mems_allowed();
1488 #endif
1489         return NULL;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Get a partial page, lock it and return it.
1494  */
1495 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1496 {
1497         struct page *page;
1498         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1499
1500         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1501         if (page || node != NUMA_NO_NODE)
1502                 return page;
1503
1504         return get_any_partial(s, flags);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Move a page back to the lists.
1509  *
1510  * Must be called with the slab lock held.
1511  *
1512  * On exit the slab lock will have been dropped.
1513  */
1514 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1515         __releases(bitlock)
1516 {
1517         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1518
1519         __ClearPageSlubFrozen(page);
1520         if (page->inuse) {
1521
1522                 if (page->freelist) {
1523                         add_partial(n, page, tail);
1524                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1525                 } else {
1526                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1527                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1528                                 add_full(n, page);
1529                 }
1530                 slab_unlock(page);
1531         } else {
1532                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1533                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1534                         /*
1535                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1536                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1537                          * to come after the other slabs with objects in
1538                          * so that the others get filled first. That way the
1539                          * size of the partial list stays small.
1540                          *
1541                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1542                          * the partial list.
1543                          */
1544                         add_partial(n, page, 1);
1545                         slab_unlock(page);
1546                 } else {
1547                         slab_unlock(page);
1548                         stat(s, FREE_SLAB);
1549                         discard_slab(s, page);
1550                 }
1551         }
1552 }
1553
1554 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1555 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1556 /*
1557  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1558  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1559  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1560  */
1561 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1562 #else
1563 /*
1564  * No preemption supported therefore also no need to check for
1565  * different cpus.
1566  */
1567 #define TID_STEP 1
1568 #endif
1569
1570 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1571 {
1572         return tid + TID_STEP;
1573 }
1574
1575 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1576 {
1577         return tid % TID_STEP;
1578 }
1579
1580 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1581 {
1582         return tid / TID_STEP;
1583 }
1584
1585 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1586 {
1587         return cpu;
1588 }
1589
1590 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1591                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1592 {
1593 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1594         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1595
1596         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1597
1598 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1599         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1600                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1601                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1602         else
1603 #endif
1604         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1605                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1606                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1607         else
1608                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1609                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1610 #endif
1611         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1612 }
1613
1614 #endif
1615
1616 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1617 {
1618 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1619         int cpu;
1620
1621         for_each_possible_cpu(cpu)
1622                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1623 #endif
1624
1625 }
1626 /*
1627  * Remove the cpu slab
1628  */
1629 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1630         __releases(bitlock)
1631 {
1632         struct page *page = c->page;
1633         int tail = 1;
1634
1635         if (page->freelist)
1636                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1637         /*
1638          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1639          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1640          * to occur.
1641          */
1642         while (unlikely(c->freelist)) {
1643                 void **object;
1644
1645                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1646
1647                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1648                 object = c->freelist;
1649                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1650
1651                 /* And put onto the regular freelist */
1652                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1653                 page->freelist = object;
1654                 page->inuse--;
1655         }
1656         c->page = NULL;
1657 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1658         c->tid = next_tid(c->tid);
1659 #endif
1660         unfreeze_slab(s, page, tail);
1661 }
1662
1663 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1664 {
1665         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1666         slab_lock(c->page);
1667         deactivate_slab(s, c);
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Flush cpu slab.
1672  *
1673  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1674  */
1675 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1676 {
1677         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1678
1679         if (likely(c && c->page))
1680                 flush_slab(s, c);
1681 }
1682
1683 static void flush_cpu_slab(void *d)
1684 {
1685         struct kmem_cache *s = d;
1686
1687         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1688 }
1689
1690 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1691 {
1692         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1697  * locality expectations.
1698  */
1699 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1700 {
1701 #ifdef CONFIG_NUMA
1702         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1703                 return 0;
1704 #endif
1705         return 1;
1706 }
1707
1708 static int count_free(struct page *page)
1709 {
1710         return page->objects - page->inuse;
1711 }
1712
1713 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1714                                         int (*get_count)(struct page *))
1715 {
1716         unsigned long flags;
1717         unsigned long x = 0;
1718         struct page *page;
1719
1720         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1721         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1722                 x += get_count(page);
1723         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1724         return x;
1725 }
1726
1727 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1728 {
1729 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1730         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1731 #else
1732         return 0;
1733 #endif
1734 }
1735
1736 static noinline void
1737 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1738 {
1739         int node;
1740
1741         printk(KERN_WARNING
1742                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1743                 nid, gfpflags);
1744         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1745                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1746                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1747
1748         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1749                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1750                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1751
1752         for_each_online_node(node) {
1753                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1754                 unsigned long nr_slabs;
1755                 unsigned long nr_objs;
1756                 unsigned long nr_free;
1757
1758                 if (!n)
1759                         continue;
1760
1761                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1762                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1763                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1764
1765                 printk(KERN_WARNING
1766                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1767                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1768         }
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1773  * debugging duties.
1774  *
1775  * Interrupts are disabled.
1776  *
1777  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1778  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1779  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1780  *
1781  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1782  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1783  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1784  *
1785  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1786  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1787  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1788  */
1789 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1790                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1791 {
1792         void **object;
1793         struct page *page;
1794 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1795         unsigned long flags;
1796
1797         local_irq_save(flags);
1798 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1799         /*
1800          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1801          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1802          * pointer.
1803          */
1804         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1805 #endif
1806 #endif
1807
1808         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1809         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1810
1811         page = c->page;
1812         if (!page)
1813                 goto new_slab;
1814
1815         slab_lock(page);
1816         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1817                 goto another_slab;
1818
1819         stat(s, ALLOC_REFILL);
1820
1821 load_freelist:
1822         object = page->freelist;
1823         if (unlikely(!object))
1824                 goto another_slab;
1825         if (kmem_cache_debug(s))
1826                 goto debug;
1827
1828         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1829         page->inuse = page->objects;
1830         page->freelist = NULL;
1831         c->node = page_to_nid(page);
1832
1833 unlock_out:
1834         slab_unlock(page);
1835 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1836         c->tid = next_tid(c->tid);
1837         local_irq_restore(flags);
1838 #endif
1839         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1840         return object;
1841
1842 another_slab:
1843         deactivate_slab(s, c);
1844
1845 new_slab:
1846         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1847         if (page) {
1848                 c->page = page;
1849                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1850                 goto load_freelist;
1851         }
1852
1853         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1854         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1855                 local_irq_enable();
1856
1857         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1858
1859         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1860                 local_irq_disable();
1861
1862         if (page) {
1863                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1864                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1865                 if (c->page)
1866                         flush_slab(s, c);
1867
1868                 slab_lock(page);
1869                 __SetPageSlubFrozen(page);
1870                 c->page = page;
1871                 goto load_freelist;
1872         }
1873         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1874                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1875 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1876         local_irq_restore(flags);
1877 #endif
1878         return NULL;
1879 debug:
1880         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1881                 goto another_slab;
1882
1883         page->inuse++;
1884         page->freelist = get_freepointer(s, object);
1885         c->node = NUMA_NO_NODE;
1886         goto unlock_out;
1887 }
1888
1889 /*
1890  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1891  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1892  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1893  *
1894  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1895  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1896  *
1897  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1898  */
1899 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1900                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1901 {
1902         void **object;
1903         struct kmem_cache_cpu *c;
1904 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1905         unsigned long tid;
1906 #else
1907         unsigned long flags;
1908 #endif
1909
1910         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1911                 return NULL;
1912
1913 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1914         local_irq_save(flags);
1915 #else
1916 redo:
1917 #endif
1918
1919         /*
1920          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1921          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1922          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1923          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1924          */
1925         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1926
1927 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1928         /*
1929          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1930          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1931          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1932          * linked list in between.
1933          */
1934         tid = c->tid;
1935         barrier();
1936 #endif
1937
1938         object = c->freelist;
1939         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1940
1941                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1942
1943         else {
1944 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1945                 /*
1946                  * The cmpxchg will only match if there was no additonal
1947                  * operation and if we are on the right processor.
1948                  *
1949                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1950                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1951                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1952                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1953                  *
1954                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1955                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1956                  */
1957                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
1958                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1959                                 object, tid,
1960                                 get_freepointer(s, object), next_tid(tid)))) {
1961
1962                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1963                         goto redo;
1964                 }
1965 #else
1966                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1967 #endif
1968                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1969         }
1970
1971 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1972         local_irq_restore(flags);
1973 #endif
1974
1975         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1976                 memset(object, 0, s->objsize);
1977
1978         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1979
1980         return object;
1981 }
1982
1983 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1984 {
1985         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1986
1987         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1988
1989         return ret;
1990 }
1991 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1992
1993 #ifdef CONFIG_TRACING
1994 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1995 {
1996         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1997         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1998         return ret;
1999 }
2000 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2001
2002 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2003 {
2004         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2005         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2006         return ret;
2007 }
2008 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2009 #endif
2010
2011 #ifdef CONFIG_NUMA
2012 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2013 {
2014         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2015
2016         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2017                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2018
2019         return ret;
2020 }
2021 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2022
2023 #ifdef CONFIG_TRACING
2024 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2025                                     gfp_t gfpflags,
2026                                     int node, size_t size)
2027 {
2028         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2029
2030         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2031                            size, s->size, gfpflags, node);
2032         return ret;
2033 }
2034 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2035 #endif
2036 #endif
2037
2038 /*
2039  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2040  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2041  *
2042  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2043  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2044  * handling required then we can return immediately.
2045  */
2046 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2047                         void *x, unsigned long addr)
2048 {
2049         void *prior;
2050         void **object = (void *)x;
2051 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2052         unsigned long flags;
2053
2054         local_irq_save(flags);
2055 #endif
2056         slab_lock(page);
2057         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2058
2059         if (kmem_cache_debug(s))
2060                 goto debug;
2061
2062 checks_ok:
2063         prior = page->freelist;
2064         set_freepointer(s, object, prior);
2065         page->freelist = object;
2066         page->inuse--;
2067
2068         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2069                 stat(s, FREE_FROZEN);
2070                 goto out_unlock;
2071         }
2072
2073         if (unlikely(!page->inuse))
2074                 goto slab_empty;
2075
2076         /*
2077          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2078          * then add it.
2079          */
2080         if (unlikely(!prior)) {
2081                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2082                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2083         }
2084
2085 out_unlock:
2086         slab_unlock(page);
2087 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2088         local_irq_restore(flags);
2089 #endif
2090         return;
2091
2092 slab_empty:
2093         if (prior) {
2094                 /*
2095                  * Slab still on the partial list.
2096                  */
2097                 remove_partial(s, page);
2098                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2099         }
2100         slab_unlock(page);
2101 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2102         local_irq_restore(flags);
2103 #endif
2104         stat(s, FREE_SLAB);
2105         discard_slab(s, page);
2106         return;
2107
2108 debug:
2109         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
2110                 goto out_unlock;
2111         goto checks_ok;
2112 }
2113
2114 /*
2115  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2116  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2117  *
2118  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2119  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2120  * the item before.
2121  *
2122  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2123  * with all sorts of special processing.
2124  */
2125 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2126                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2127 {
2128         void **object = (void *)x;
2129         struct kmem_cache_cpu *c;
2130 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2131         unsigned long tid;
2132 #else
2133         unsigned long flags;
2134 #endif
2135
2136         slab_free_hook(s, x);
2137
2138 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2139         local_irq_save(flags);
2140
2141 #else
2142 redo:
2143 #endif
2144
2145         /*
2146          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2147          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2148          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2149          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2150          */
2151         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2152
2153 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2154         tid = c->tid;
2155         barrier();
2156 #endif
2157
2158         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
2159                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2160
2161 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2162                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2163                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2164                                 c->freelist, tid,
2165                                 object, next_tid(tid)))) {
2166
2167                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2168                         goto redo;
2169                 }
2170 #else
2171                 c->freelist = object;
2172 #endif
2173                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2174         } else
2175                 __slab_free(s, page, x, addr);
2176
2177 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2178         local_irq_restore(flags);
2179 #endif
2180 }
2181
2182 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2183 {
2184         struct page *page;
2185
2186         page = virt_to_head_page(x);
2187
2188         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2189
2190         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2191 }
2192 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2193
2194 /*
2195  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2196  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2197  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2198  * another.
2199  *
2200  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2201  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2202  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2203  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2204  * locking overhead.
2205  */
2206
2207 /*
2208  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2209  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2210  * and increases the number of allocations possible without having to
2211  * take the list_lock.
2212  */
2213 static int slub_min_order;
2214 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2215 static int slub_min_objects;
2216
2217 /*
2218  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2219  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2220  */
2221 static int slub_nomerge;
2222
2223 /*
2224  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2225  *
2226  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2227  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2228  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2229  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2230  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2231  * would be wasted.
2232  *
2233  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2234  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2235  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2236  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2237  *
2238  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2239  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2240  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2241  * of space in favor of a small page order.
2242  *
2243  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2244  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2245  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2246  * the smallest order which will fit the object.
2247  */
2248 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2249                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2250 {
2251         int order;
2252         int rem;
2253         int min_order = slub_min_order;
2254
2255         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2256                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2257
2258         for (order = max(min_order,
2259                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2260                         order <= max_order; order++) {
2261
2262                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2263
2264                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2265                         continue;
2266
2267                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2268
2269                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2270                         break;
2271
2272         }
2273
2274         return order;
2275 }
2276
2277 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2278 {
2279         int order;
2280         int min_objects;
2281         int fraction;
2282         int max_objects;
2283
2284         /*
2285          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2286          * works by first attempting to generate a layout with
2287          * the best configuration and backing off gradually.
2288          *
2289          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2290          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2291          */
2292         min_objects = slub_min_objects;
2293         if (!min_objects)
2294                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2295         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2296         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2297
2298         while (min_objects > 1) {
2299                 fraction = 16;
2300                 while (fraction >= 4) {
2301                         order = slab_order(size, min_objects,
2302                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2303                         if (order <= slub_max_order)
2304                                 return order;
2305                         fraction /= 2;
2306                 }
2307                 min_objects--;
2308         }
2309
2310         /*
2311          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2312          * lets see if we can place a single object there.
2313          */
2314         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2315         if (order <= slub_max_order)
2316                 return order;
2317
2318         /*
2319          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2320          */
2321         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2322         if (order < MAX_ORDER)
2323                 return order;
2324         return -ENOSYS;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2329  */
2330 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2331                 unsigned long align, unsigned long size)
2332 {
2333         /*
2334          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2335          * suggestion if the object is sufficiently large.
2336          *
2337          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2338          * alignment though. If that is greater then use it.
2339          */
2340         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2341                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2342                 while (size <= ralign / 2)
2343                         ralign /= 2;
2344                 align = max(align, ralign);
2345         }
2346
2347         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2348                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2349
2350         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2351 }
2352
2353 static void
2354 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2355 {
2356         n->nr_partial = 0;
2357         spin_lock_init(&n->list_lock);
2358         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2359 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2360         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2361         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2362         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2363 #endif
2364 }
2365
2366 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2367 {
2368         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2369                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2370
2371 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2372         /*
2373          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg instructions
2374          * to work.
2375          */
2376         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu), 2 * sizeof(void *));
2377 #else
2378         /* Regular alignment is sufficient */
2379         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2380 #endif
2381
2382         if (!s->cpu_slab)
2383                 return 0;
2384
2385         init_kmem_cache_cpus(s);
2386
2387         return 1;
2388 }
2389
2390 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2391
2392 /*
2393  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2394  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2395  * possible.
2396  *
2397  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2398  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2399  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2400  */
2401 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2402 {
2403         struct page *page;
2404         struct kmem_cache_node *n;
2405         unsigned long flags;
2406
2407         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2408
2409         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2410
2411         BUG_ON(!page);
2412         if (page_to_nid(page) != node) {
2413                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2414                                 "node %d\n", node);
2415                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2416                                 "in order to be able to continue\n");
2417         }
2418
2419         n = page->freelist;
2420         BUG_ON(!n);
2421         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2422         page->inuse++;
2423         kmem_cache_node->node[node] = n;
2424 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2425         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2426         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2427 #endif
2428         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2429         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2430
2431         /*
2432          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2433          * so even though there cannot be a race this early in
2434          * the boot sequence, we still disable irqs.
2435          */
2436         local_irq_save(flags);
2437         add_partial(n, page, 0);
2438         local_irq_restore(flags);
2439 }
2440
2441 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2442 {
2443         int node;
2444
2445         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2446                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2447
2448                 if (n)
2449                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2450
2451                 s->node[node] = NULL;
2452         }
2453 }
2454
2455 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2456 {
2457         int node;
2458
2459         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2460                 struct kmem_cache_node *n;
2461
2462                 if (slab_state == DOWN) {
2463                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2464                         continue;
2465                 }
2466                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2467                                                 GFP_KERNEL, node);
2468
2469                 if (!n) {
2470                         free_kmem_cache_nodes(s);
2471                         return 0;
2472                 }
2473
2474                 s->node[node] = n;
2475                 init_kmem_cache_node(n, s);
2476         }
2477         return 1;
2478 }
2479
2480 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2481 {
2482         if (min < MIN_PARTIAL)
2483                 min = MIN_PARTIAL;
2484         else if (min > MAX_PARTIAL)
2485                 min = MAX_PARTIAL;
2486         s->min_partial = min;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2491  * a slab object.
2492  */
2493 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2494 {
2495         unsigned long flags = s->flags;
2496         unsigned long size = s->objsize;
2497         unsigned long align = s->align;
2498         int order;
2499
2500         /*
2501          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2502          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2503          * the possible location of the free pointer.
2504          */
2505         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2506
2507 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2508         /*
2509          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2510          * the slab may touch the object after free or before allocation
2511          * then we should never poison the object itself.
2512          */
2513         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2514                         !s->ctor)
2515                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2516         else
2517                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2518
2519
2520         /*
2521          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2522          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2523          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2524          */
2525         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2526                 size += sizeof(void *);
2527 #endif
2528
2529         /*
2530          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2531          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2532          */
2533         s->inuse = size;
2534
2535         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2536                 s->ctor)) {
2537                 /*
2538                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2539                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2540                  * kmem_cache_free.
2541                  *
2542                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2543                  * destructor or are poisoning the objects.
2544                  */
2545                 s->offset = size;
2546                 size += sizeof(void *);
2547         }
2548
2549 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2550         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2551                 /*
2552                  * Need to store information about allocs and frees after
2553                  * the object.
2554                  */
2555                 size += 2 * sizeof(struct track);
2556
2557         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2558                 /*
2559                  * Add some empty padding so that we can catch
2560                  * overwrites from earlier objects rather than let
2561                  * tracking information or the free pointer be
2562                  * corrupted if a user writes before the start
2563                  * of the object.
2564                  */
2565                 size += sizeof(void *);
2566 #endif
2567
2568         /*
2569          * Determine the alignment based on various parameters that the
2570          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2571          * on bootup.
2572          */
2573         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2574         s->align = align;
2575
2576         /*
2577          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2578          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2579          * each object to conform to the alignment.
2580          */
2581         size = ALIGN(size, align);
2582         s->size = size;
2583         if (forced_order >= 0)
2584                 order = forced_order;
2585         else
2586                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2587
2588         if (order < 0)
2589                 return 0;
2590
2591         s->allocflags = 0;
2592         if (order)
2593                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2594
2595         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2596                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2597
2598         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2599                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2600
2601         /*
2602          * Determine the number of objects per slab
2603          */
2604         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2605         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2606         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2607                 s->max = s->oo;
2608
2609         return !!oo_objects(s->oo);
2610
2611 }
2612
2613 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2614                 const char *name, size_t size,
2615                 size_t align, unsigned long flags,
2616                 void (*ctor)(void *))
2617 {
2618         memset(s, 0, kmem_size);
2619         s->name = name;
2620         s->ctor = ctor;
2621         s->objsize = size;
2622         s->align = align;
2623         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2624         s->reserved = 0;
2625
2626         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2627                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2628
2629         if (!calculate_sizes(s, -1))
2630                 goto error;
2631         if (disable_higher_order_debug) {
2632                 /*
2633                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2634                  * order increased.
2635                  */
2636                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2637                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2638                         s->offset = 0;
2639                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2640                                 goto error;
2641                 }
2642         }
2643
2644         /*
2645          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2646          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2647          */
2648         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2649         s->refcount = 1;
2650 #ifdef CONFIG_NUMA
2651         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2652 #endif
2653         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2654                 goto error;
2655
2656         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2657                 return 1;
2658
2659         free_kmem_cache_nodes(s);
2660 error:
2661         if (flags & SLAB_PANIC)
2662                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2663                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2664                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2665                         s->offset, flags);
2666         return 0;
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Determine the size of a slab object
2671  */
2672 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2673 {
2674         return s->objsize;
2675 }
2676 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2677
2678 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2679                                                         const char *text)
2680 {
2681 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2682         void *addr = page_address(page);
2683         void *p;
2684         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2685                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2686         if (!map)
2687                 return;
2688         slab_err(s, page, "%s", text);
2689         slab_lock(page);
2690
2691         get_map(s, page, map);
2692         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2693
2694                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2695                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2696                                                         p, p - addr);
2697                         print_tracking(s, p);
2698                 }
2699         }
2700         slab_unlock(page);
2701         kfree(map);
2702 #endif
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2707  */
2708 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2709 {
2710         unsigned long flags;
2711         struct page *page, *h;
2712
2713         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2714         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2715                 if (!page->inuse) {
2716                         __remove_partial(n, page);
2717                         discard_slab(s, page);
2718                 } else {
2719                         list_slab_objects(s, page,
2720                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2721                 }
2722         }
2723         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2724 }
2725
2726 /*
2727  * Release all resources used by a slab cache.
2728  */
2729 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2730 {
2731         int node;
2732
2733         flush_all(s);
2734         free_percpu(s->cpu_slab);
2735         /* Attempt to free all objects */
2736         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2737                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2738
2739                 free_partial(s, n);
2740                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2741                         return 1;
2742         }
2743         free_kmem_cache_nodes(s);
2744         return 0;
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2749  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2750  */
2751 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2752 {
2753         down_write(&slub_lock);
2754         s->refcount--;
2755         if (!s->refcount) {
2756                 list_del(&s->list);
2757                 if (kmem_cache_close(s)) {
2758                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2759                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2760                         dump_stack();
2761                 }
2762                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2763                         rcu_barrier();
2764                 sysfs_slab_remove(s);
2765         }
2766         up_write(&slub_lock);
2767 }
2768 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2769
2770 /********************************************************************
2771  *              Kmalloc subsystem
2772  *******************************************************************/
2773
2774 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2775 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2776
2777 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2778
2779 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2780 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2781 #endif
2782
2783 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2784 {
2785         get_option(&str, &slub_min_order);
2786
2787         return 1;
2788 }
2789
2790 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2791
2792 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2793 {
2794         get_option(&str, &slub_max_order);
2795         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2796
2797         return 1;
2798 }
2799
2800 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2801
2802 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2803 {
2804         get_option(&str, &slub_min_objects);
2805
2806         return 1;
2807 }
2808
2809 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2810
2811 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2812 {
2813         slub_nomerge = 1;
2814         return 1;
2815 }
2816
2817 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2818
2819 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2820                                                 int size, unsigned int flags)
2821 {
2822         struct kmem_cache *s;
2823
2824         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2825
2826         /*
2827          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2828          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2829          */
2830         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2831                                                                 flags, NULL))
2832                 goto panic;
2833
2834         list_add(&s->list, &slab_caches);
2835         return s;
2836
2837 panic:
2838         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2839         return NULL;
2840 }
2841
2842 /*
2843  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2844  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2845  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2846  * fls.
2847  */
2848 static s8 size_index[24] = {
2849         3,      /* 8 */
2850         4,      /* 16 */
2851         5,      /* 24 */
2852         5,      /* 32 */
2853         6,      /* 40 */
2854         6,      /* 48 */
2855         6,      /* 56 */
2856         6,      /* 64 */
2857         1,      /* 72 */
2858         1,      /* 80 */
2859         1,      /* 88 */
2860         1,      /* 96 */
2861         7,      /* 104 */
2862         7,      /* 112 */
2863         7,      /* 120 */
2864         7,      /* 128 */
2865         2,      /* 136 */
2866         2,      /* 144 */
2867         2,      /* 152 */
2868         2,      /* 160 */
2869         2,      /* 168 */
2870         2,      /* 176 */
2871         2,      /* 184 */
2872         2       /* 192 */
2873 };
2874
2875 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2876 {
2877         return (bytes - 1) / 8;
2878 }
2879
2880 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2881 {
2882         int index;
2883
2884         if (size <= 192) {
2885                 if (!size)
2886                         return ZERO_SIZE_PTR;
2887
2888                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2889         } else
2890                 index = fls(size - 1);
2891
2892 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2893         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2894                 return kmalloc_dma_caches[index];
2895
2896 #endif
2897         return kmalloc_caches[index];
2898 }
2899
2900 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2901 {
2902         struct kmem_cache *s;
2903         void *ret;
2904
2905         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2906                 return kmalloc_large(size, flags);
2907
2908         s = get_slab(size, flags);
2909
2910         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2911                 return s;
2912
2913         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2914
2915         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2916
2917         return ret;
2918 }
2919 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2920
2921 #ifdef CONFIG_NUMA
2922 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2923 {
2924         struct page *page;
2925         void *ptr = NULL;
2926
2927         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2928         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2929         if (page)
2930                 ptr = page_address(page);
2931
2932         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2933         return ptr;
2934 }
2935
2936 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2937 {
2938         struct kmem_cache *s;
2939         void *ret;
2940
2941         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2942                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2943
2944                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2945                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2946                                    flags, node);
2947
2948                 return ret;
2949         }
2950
2951         s = get_slab(size, flags);
2952
2953         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2954                 return s;
2955
2956         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2957
2958         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2959
2960         return ret;
2961 }
2962 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2963 #endif
2964
2965 size_t ksize(const void *object)
2966 {
2967         struct page *page;
2968
2969         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2970                 return 0;
2971
2972         page = virt_to_head_page(object);
2973
2974         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2975                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2976                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2977         }
2978
2979         return slab_ksize(page->slab);
2980 }
2981 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2982
2983 void kfree(const void *x)
2984 {
2985         struct page *page;
2986         void *object = (void *)x;
2987
2988         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2989
2990         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2991                 return;
2992
2993         page = virt_to_head_page(x);
2994         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2995                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2996                 kmemleak_free(x);
2997                 put_page(page);
2998                 return;
2999         }
3000         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3001 }
3002 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3003
3004 /*
3005  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3006  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3007  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3008  * and thus they can be removed from the partial lists.
3009  *
3010  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3011  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3012  * are freed in them.
3013  */
3014 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3015 {
3016         int node;
3017         int i;
3018         struct kmem_cache_node *n;
3019         struct page *page;
3020         struct page *t;
3021         int objects = oo_objects(s->max);
3022         struct list_head *slabs_by_inuse =
3023                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3024         unsigned long flags;
3025
3026         if (!slabs_by_inuse)
3027                 return -ENOMEM;
3028
3029         flush_all(s);
3030         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3031                 n = get_node(s, node);
3032
3033                 if (!n->nr_partial)
3034                         continue;
3035
3036                 for (i = 0; i < objects; i++)
3037                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3038
3039                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3040
3041                 /*
3042                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3043                  *
3044                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3045                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3046                  */
3047                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3048                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3049                                 /*
3050                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3051                                  * may have freed the last object and be
3052                                  * waiting to release the slab.
3053                                  */
3054                                 __remove_partial(n, page);
3055                                 slab_unlock(page);
3056                                 discard_slab(s, page);
3057                         } else {
3058                                 list_move(&page->lru,
3059                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3060                         }
3061                 }
3062
3063                 /*
3064                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3065                  * first and the least used slabs at the end.
3066                  */
3067                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3068                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3069
3070                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3071         }
3072
3073         kfree(slabs_by_inuse);
3074         return 0;
3075 }
3076 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3077
3078 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3079 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3080 {
3081         struct kmem_cache *s;
3082
3083         down_read(&slub_lock);
3084         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3085                 kmem_cache_shrink(s);
3086         up_read(&slub_lock);
3087
3088         return 0;
3089 }
3090
3091 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3092 {
3093         struct kmem_cache_node *n;
3094         struct kmem_cache *s;
3095         struct memory_notify *marg = arg;
3096         int offline_node;
3097
3098         offline_node = marg->status_change_nid;
3099
3100         /*
3101          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3102          * for it yet.
3103          */
3104         if (offline_node < 0)
3105                 return;
3106
3107         down_read(&slub_lock);
3108         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3109                 n = get_node(s, offline_node);
3110                 if (n) {
3111                         /*
3112                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3113                          * that is going down. We were unable to free them,
3114                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3115                          * callback. So, we must fail.
3116                          */
3117                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3118
3119                         s->node[offline_node] = NULL;
3120                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3121                 }
3122         }
3123         up_read(&slub_lock);
3124 }
3125
3126 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3127 {
3128         struct kmem_cache_node *n;
3129         struct kmem_cache *s;
3130         struct memory_notify *marg = arg;
3131         int nid = marg->status_change_nid;
3132         int ret = 0;
3133
3134         /*
3135          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3136          * already created. Nothing to do.
3137          */
3138         if (nid < 0)
3139                 return 0;
3140
3141         /*
3142          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3143          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3144          * online.
3145          */
3146         down_read(&slub_lock);
3147         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3148                 /*
3149                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3150                  *      since memory is not yet available from the node that
3151                  *      is brought up.
3152                  */
3153                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3154                 if (!n) {
3155                         ret = -ENOMEM;
3156                         goto out;
3157                 }
3158                 init_kmem_cache_node(n, s);
3159                 s->node[nid] = n;
3160         }
3161 out:
3162         up_read(&slub_lock);
3163         return ret;
3164 }
3165
3166 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3167                                 unsigned long action, void *arg)
3168 {
3169         int ret = 0;
3170
3171         switch (action) {
3172         case MEM_GOING_ONLINE:
3173                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3174                 break;
3175         case MEM_GOING_OFFLINE:
3176                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3177                 break;
3178         case MEM_OFFLINE:
3179         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3180                 slab_mem_offline_callback(arg);
3181                 break;
3182         case MEM_ONLINE:
3183         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3184                 break;
3185         }
3186         if (ret)
3187                 ret = notifier_from_errno(ret);
3188         else
3189                 ret = NOTIFY_OK;
3190         return ret;
3191 }
3192
3193 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3194
3195 /********************************************************************
3196  *                      Basic setup of slabs
3197  *******************************************************************/
3198
3199 /*
3200  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3201  * the page allocator
3202  */
3203
3204 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3205 {
3206         int node;
3207
3208         list_add(&s->list, &slab_caches);
3209         s->refcount = -1;
3210
3211         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3212                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3213                 struct page *p;
3214
3215                 if (n) {
3216                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3217                                 p->slab = s;
3218
3219 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3220                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3221                                 p->slab = s;
3222 #endif
3223                 }
3224         }
3225 }
3226
3227 void __init kmem_cache_init(void)
3228 {
3229         int i;
3230         int caches = 0;
3231         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3232         int order;
3233         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3234         unsigned long kmalloc_size;
3235
3236         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3237                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3238
3239         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3240         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3241         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3242         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3243
3244         /*
3245          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3246          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3247          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3248          */
3249         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3250
3251         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3252                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3253                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3254
3255         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3256
3257         /* Able to allocate the per node structures */
3258         slab_state = PARTIAL;
3259
3260         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3261         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3262                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3263         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3264         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3265
3266         /*
3267          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3268          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3269          * update any list pointers.
3270          */
3271         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3272
3273         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3274         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3275
3276         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3277
3278         caches++;
3279         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3280         caches++;
3281         /* Free temporary boot structure */
3282         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3283
3284         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3285
3286         /*
3287          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3288          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3289          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3290          *
3291          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3292          * handle the index determination for the smaller caches.
3293          *
3294          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3295          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3296          */
3297         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3298                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3299
3300         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3301                 int elem = size_index_elem(i);
3302                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3303                         break;
3304                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3305         }
3306
3307         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3308                 /*
3309                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3310                  * is 64 byte.
3311                  */
3312                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3313                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3314         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3315                 /*
3316                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3317                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3318                  * instead.
3319                  */
3320                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3321                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3322         }
3323
3324         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3325         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3326                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3327                 caches++;
3328         }
3329
3330         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3331                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3332                 caches++;
3333         }
3334
3335         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3336                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3337                 caches++;
3338         }
3339
3340         slab_state = UP;
3341
3342         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3343         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3344                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3345                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3346         }
3347
3348         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3349                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3350                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3351         }
3352
3353         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3354                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3355
3356                 BUG_ON(!s);
3357                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3358         }
3359
3360 #ifdef CONFIG_SMP
3361         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3362 #endif
3363
3364 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3365         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3366                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3367
3368                 if (s && s->size) {
3369                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3370                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3371
3372                         BUG_ON(!name);
3373                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3374                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3375                 }
3376         }
3377 #endif
3378         printk(KERN_INFO
3379                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3380                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3381                 caches, cache_line_size(),
3382                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3383                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3384 }
3385
3386 void __init kmem_cache_init_late(void)
3387 {
3388 }
3389
3390 /*
3391  * Find a mergeable slab cache
3392  */
3393 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3394 {
3395         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3396                 return 1;
3397
3398         if (s->ctor)
3399                 return 1;
3400
3401         /*
3402          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3403          */
3404         if (s->refcount < 0)
3405                 return 1;
3406
3407         return 0;
3408 }
3409
3410 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3411                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3412                 void (*ctor)(void *))
3413 {
3414         struct kmem_cache *s;
3415
3416         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3417                 return NULL;
3418
3419         if (ctor)
3420                 return NULL;
3421
3422         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3423         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3424         size = ALIGN(size, align);
3425         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3426
3427         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3428                 if (slab_unmergeable(s))
3429                         continue;
3430
3431                 if (size > s->size)
3432                         continue;
3433
3434                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3435                                 continue;
3436                 /*
3437                  * Check if alignment is compatible.
3438                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3439                  */
3440                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3441                         continue;
3442
3443                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3444                         continue;
3445
3446                 return s;
3447         }
3448         return NULL;
3449 }
3450
3451 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3452                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3453 {
3454         struct kmem_cache *s;
3455         char *n;
3456
3457         if (WARN_ON(!name))
3458                 return NULL;
3459
3460         down_write(&slub_lock);
3461         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3462         if (s) {
3463                 s->refcount++;
3464                 /*
3465                  * Adjust the object sizes so that we clear
3466                  * the complete object on kzalloc.
3467                  */
3468                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3469                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3470
3471                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3472                         s->refcount--;
3473                         goto err;
3474                 }
3475                 up_write(&slub_lock);
3476                 return s;
3477         }
3478
3479         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3480         if (!n)
3481                 goto err;
3482
3483         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3484         if (s) {
3485                 if (kmem_cache_open(s, n,
3486                                 size, align, flags, ctor)) {
3487                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3488                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3489                                 list_del(&s->list);
3490                                 kfree(n);
3491                                 kfree(s);
3492                                 goto err;
3493                         }
3494                         up_write(&slub_lock);
3495                         return s;
3496                 }
3497                 kfree(n);
3498                 kfree(s);
3499         }
3500 err:
3501         up_write(&slub_lock);
3502
3503         if (flags & SLAB_PANIC)
3504                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3505         else
3506                 s = NULL;
3507         return s;
3508 }
3509 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3510
3511 #ifdef CONFIG_SMP
3512 /*
3513  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3514  * necessary.
3515  */
3516 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3517                 unsigned long action, void *hcpu)
3518 {
3519         long cpu = (long)hcpu;
3520         struct kmem_cache *s;
3521         unsigned long flags;
3522
3523         switch (action) {
3524         case CPU_UP_CANCELED:
3525         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3526         case CPU_DEAD:
3527         case CPU_DEAD_FROZEN:
3528                 down_read(&slub_lock);
3529                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3530                         local_irq_save(flags);
3531                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3532                         local_irq_restore(flags);
3533                 }
3534                 up_read(&slub_lock);
3535                 break;
3536         default:
3537                 break;
3538         }
3539         return NOTIFY_OK;
3540 }
3541
3542 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3543         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3544 };
3545
3546 #endif
3547
3548 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3549 {
3550         struct kmem_cache *s;
3551         void *ret;
3552
3553         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3554                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3555
3556         s = get_slab(size, gfpflags);
3557
3558         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3559                 return s;
3560
3561         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3562
3563         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3564         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3565
3566         return ret;
3567 }
3568
3569 #ifdef CONFIG_NUMA
3570 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3571                                         int node, unsigned long caller)
3572 {
3573         struct kmem_cache *s;
3574         void *ret;
3575
3576         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3577                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3578
3579                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3580                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3581                                    gfpflags, node);
3582
3583                 return ret;
3584         }
3585
3586         s = get_slab(size, gfpflags);
3587
3588         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3589                 return s;
3590
3591         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3592
3593         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3594         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3595
3596         return ret;
3597 }
3598 #endif
3599
3600 #ifdef CONFIG_SYSFS
3601 static int count_inuse(struct page *page)
3602 {
3603         return page->inuse;
3604 }
3605
3606 static int count_total(struct page *page)
3607 {
3608         return page->objects;
3609 }
3610 #endif
3611
3612 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3613 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3614                                                 unsigned long *map)
3615 {
3616         void *p;
3617         void *addr = page_address(page);
3618
3619         if (!check_slab(s, page) ||
3620                         !on_freelist(s, page, NULL))
3621                 return 0;
3622
3623         /* Now we know that a valid freelist exists */
3624         bitmap_zero(map, page->objects);
3625
3626         get_map(s, page, map);
3627         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3628                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3629                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3630                                 return 0;
3631         }
3632
3633         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3634                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3635                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3636                                 return 0;
3637         return 1;
3638 }
3639
3640 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3641                                                 unsigned long *map)
3642 {
3643         if (slab_trylock(page)) {
3644                 validate_slab(s, page, map);
3645                 slab_unlock(page);
3646         } else
3647                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3648                         s->name, page);
3649 }
3650
3651 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3652                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3653 {
3654         unsigned long count = 0;
3655         struct page *page;
3656         unsigned long flags;
3657
3658         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3659
3660         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3661                 validate_slab_slab(s, page, map);
3662                 count++;
3663         }
3664         if (count != n->nr_partial)
3665                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3666                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3667
3668         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3669                 goto out;
3670
3671         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3672                 validate_slab_slab(s, page, map);
3673                 count++;
3674         }
3675         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3676                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3677                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3678                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3679
3680 out:
3681         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3682         return count;
3683 }
3684
3685 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3686 {
3687         int node;
3688         unsigned long count = 0;
3689         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3690                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3691
3692         if (!map)
3693                 return -ENOMEM;
3694
3695         flush_all(s);
3696         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3697                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3698
3699                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3700         }
3701         kfree(map);
3702         return count;
3703 }
3704 /*
3705  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3706  * and freed.
3707  */
3708
3709 struct location {
3710         unsigned long count;
3711         unsigned long addr;
3712         long long sum_time;
3713         long min_time;
3714         long max_time;
3715         long min_pid;
3716         long max_pid;
3717         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3718         nodemask_t nodes;
3719 };
3720
3721 struct loc_track {
3722         unsigned long max;
3723         unsigned long count;
3724         struct location *loc;
3725 };
3726
3727 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3728 {
3729         if (t->max)
3730                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3731                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3732 }
3733
3734 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3735 {
3736         struct location *l;
3737         int order;
3738
3739         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3740
3741         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3742         if (!l)
3743                 return 0;
3744
3745         if (t->count) {
3746                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3747                 free_loc_track(t);
3748         }
3749         t->max = max;
3750         t->loc = l;
3751         return 1;
3752 }
3753
3754 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3755                                 const struct track *track)
3756 {
3757         long start, end, pos;
3758         struct location *l;
3759         unsigned long caddr;
3760         unsigned long age = jiffies - track->when;
3761
3762         start = -1;
3763         end = t->count;
3764
3765         for ( ; ; ) {
3766                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3767
3768                 /*
3769                  * There is nothing at "end". If we end up there
3770                  * we need to add something to before end.
3771                  */
3772                 if (pos == end)
3773                         break;
3774
3775                 caddr = t->loc[pos].addr;
3776                 if (track->addr == caddr) {
3777
3778                         l = &t->loc[pos];
3779                         l->count++;
3780                         if (track->when) {
3781                                 l->sum_time += age;
3782                                 if (age < l->min_time)
3783                                         l->min_time = age;
3784                                 if (age > l->max_time)
3785                                         l->max_time = age;
3786
3787                                 if (track->pid < l->min_pid)
3788                                         l->min_pid = track->pid;
3789                                 if (track->pid > l->max_pid)
3790                                         l->max_pid = track->pid;
3791
3792                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3793                                                 to_cpumask(l->cpus));
3794                         }
3795                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3796                         return 1;
3797                 }
3798
3799                 if (track->addr < caddr)
3800                         end = pos;
3801                 else
3802                         start = pos;
3803         }
3804
3805         /*
3806          * Not found. Insert new tracking element.
3807          */
3808         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3809                 return 0;
3810
3811         l = t->loc + pos;
3812         if (pos < t->count)
3813                 memmove(l + 1, l,
3814                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3815         t->count++;
3816         l->count = 1;
3817         l->addr = track->addr;
3818         l->sum_time = age;
3819         l->min_time = age;
3820         l->max_time = age;
3821         l->min_pid = track->pid;
3822         l->max_pid = track->pid;
3823         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3824         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3825         nodes_clear(l->nodes);
3826         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3827         return 1;
3828 }
3829
3830 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3831                 struct page *page, enum track_item alloc,
3832                 unsigned long *map)
3833 {
3834         void *addr = page_address(page);
3835         void *p;
3836
3837         bitmap_zero(map, page->objects);
3838         get_map(s, page, map);
3839
3840         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3841                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3842                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3843 }
3844
3845 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3846                                         enum track_item alloc)
3847 {
3848         int len = 0;
3849         unsigned long i;
3850         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3851         int node;
3852         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3853                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3854
3855         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3856                                      GFP_TEMPORARY)) {
3857                 kfree(map);
3858                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3859         }
3860         /* Push back cpu slabs */
3861         flush_all(s);
3862
3863         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3864                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3865                 unsigned long flags;
3866                 struct page *page;
3867
3868                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3869                         continue;
3870
3871                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3872                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3873                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3874                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3875                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3876                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3877         }
3878
3879         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3880                 struct location *l = &t.loc[i];
3881
3882                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3883                         break;
3884                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3885
3886                 if (l->addr)
3887                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3888                 else
3889                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3890
3891                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3892                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3893                                 l->min_time,
3894                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3895                                 l->max_time);
3896                 } else
3897                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3898                                 l->min_time);
3899
3900                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3901                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3902                                 l->min_pid, l->max_pid);
3903                 else
3904                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3905                                 l->min_pid);
3906
3907                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3908                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3909                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3910                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3911                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3912                                                  to_cpumask(l->cpus));
3913                 }
3914
3915                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3916                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3917                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3918                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3919                                         l->nodes);
3920                 }
3921
3922                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3923         }
3924
3925         free_loc_track(&t);
3926         kfree(map);
3927         if (!t.count)
3928                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3929         return len;
3930 }
3931 #endif
3932
3933 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3934 static void resiliency_test(void)
3935 {
3936         u8 *p;
3937
3938         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3939
3940         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3941         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3942         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3943
3944         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3945         p[16] = 0x12;
3946         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3947                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3948
3949         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3950
3951         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3952         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3953         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3954         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3955                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3956         printk(KERN_ERR
3957                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3958
3959         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3960         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3961         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3962         *p = 0x56;
3963         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3964                                                                         p);
3965         printk(KERN_ERR
3966                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3967         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3968
3969         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3970         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3971         kfree(p);
3972         *p = 0x78;
3973         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3974         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3975
3976         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3977         kfree(p);
3978         p[50] = 0x9a;
3979         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3980                         p);
3981         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3982
3983         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3984         kfree(p);
3985         p[512] = 0xab;
3986         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3987         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3988 }
3989 #else
3990 #ifdef CONFIG_SYSFS
3991 static void resiliency_test(void) {};
3992 #endif
3993 #endif
3994
3995 #ifdef CONFIG_SYSFS
3996 enum slab_stat_type {
3997         SL_ALL,                 /* All slabs */
3998         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3999         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4000         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4001         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4002 };
4003
4004 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4005 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4006 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4007 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4008 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4009
4010 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4011                             char *buf, unsigned long flags)
4012 {
4013         unsigned long total = 0;
4014         int node;
4015         int x;
4016         unsigned long *nodes;
4017         unsigned long *per_cpu;
4018
4019         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4020         if (!nodes)
4021                 return -ENOMEM;
4022         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4023
4024         if (flags & SO_CPU) {
4025                 int cpu;
4026
4027                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4028                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4029
4030                         if (!c || c->node < 0)
4031                                 continue;
4032
4033                         if (c->page) {
4034                                         if (flags & SO_TOTAL)
4035                                                 x = c->page->objects;
4036                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4037                                         x = c->page->inuse;
4038                                 else
4039                                         x = 1;
4040
4041                                 total += x;
4042                                 nodes[c->node] += x;
4043                         }
4044                         per_cpu[c->node]++;
4045                 }
4046         }
4047
4048         lock_memory_hotplug();
4049 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4050         if (flags & SO_ALL) {
4051                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4052                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4053
4054                 if (flags & SO_TOTAL)
4055                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4056                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4057                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4058                                 count_partial(n, count_free);
4059
4060                         else
4061                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4062                         total += x;
4063                         nodes[node] += x;
4064                 }
4065
4066         } else
4067 #endif
4068         if (flags & SO_PARTIAL) {
4069                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4070                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4071
4072                         if (flags & SO_TOTAL)
4073                                 x = count_partial(n, count_total);
4074                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4075                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4076                         else
4077                                 x = n->nr_partial;
4078                         total += x;
4079                         nodes[node] += x;
4080                 }
4081         }
4082         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4083 #ifdef CONFIG_NUMA
4084         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4085                 if (nodes[node])
4086                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4087                                         node, nodes[node]);
4088 #endif
4089         unlock_memory_hotplug();
4090         kfree(nodes);
4091         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4092 }
4093
4094 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4095 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4096 {
4097         int node;
4098
4099         for_each_online_node(node) {
4100                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4101
4102                 if (!n)
4103                         continue;
4104
4105                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4106                         return 1;
4107         }
4108         return 0;
4109 }
4110 #endif
4111
4112 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4113 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4114
4115 struct slab_attribute {
4116         struct attribute attr;
4117         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4118         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4119 };
4120
4121 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4122         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4123
4124 #define SLAB_ATTR(_name) \
4125         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4126         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4127
4128 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4129 {
4130         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4131 }
4132 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4133
4134 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4135 {
4136         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4137 }
4138 SLAB_ATTR_RO(align);
4139
4140 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4141 {
4142         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4143 }
4144 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4145
4146 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4147 {
4148         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4149 }
4150 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4151
4152 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4153                                 const char *buf, size_t length)
4154 {
4155         unsigned long order;
4156         int err;
4157
4158         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4159         if (err)
4160                 return err;
4161
4162         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4163                 return -EINVAL;
4164
4165         calculate_sizes(s, order);
4166         return length;
4167 }
4168
4169 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4170 {
4171         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4172 }
4173 SLAB_ATTR(order);
4174
4175 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4176 {
4177         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4178 }
4179
4180 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4181                                  size_t length)
4182 {
4183         unsigned long min;
4184         int err;
4185
4186         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4187         if (err)
4188                 return err;
4189
4190         set_min_partial(s, min);
4191         return length;
4192 }
4193 SLAB_ATTR(min_partial);
4194
4195 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4196 {
4197         if (!s->ctor)
4198                 return 0;
4199         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4200 }
4201 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4202
4203 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4204 {
4205         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4206 }
4207 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4208
4209 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4210 {
4211         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4212 }
4213 SLAB_ATTR_RO(partial);
4214
4215 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4216 {
4217         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4218 }
4219 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4220
4221 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4222 {
4223         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4224 }
4225 SLAB_ATTR_RO(objects);
4226
4227 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4228 {
4229         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4230 }
4231 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4232
4233 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4234 {
4235         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4236 }
4237
4238 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4239                                 const char *buf, size_t length)
4240 {
4241         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4242         if (buf[0] == '1')
4243                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4244         return length;
4245 }
4246 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4247
4248 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4249 {
4250         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4251 }
4252 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4253
4254 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4255 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4256 {
4257         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4258 }
4259 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4260 #endif
4261
4262 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4263 {
4264         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4265 }
4266 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4267
4268 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4269 {
4270         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4271 }
4272 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4273
4274 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4275 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4276 {
4277         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4278 }
4279 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4280
4281 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4282 {
4283         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4284 }
4285 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4286
4287 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4288 {
4289         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4290 }
4291
4292 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4293                                 const char *buf, size_t length)
4294 {
4295         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4296         if (buf[0] == '1')
4297                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4298         return length;
4299 }
4300 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4301
4302 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4303 {
4304         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4305 }
4306
4307 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4308                                                         size_t length)
4309 {
4310         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4311         if (buf[0] == '1')
4312                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4313         return length;
4314 }
4315 SLAB_ATTR(trace);
4316
4317 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4318 {
4319         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4320 }
4321
4322 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4323                                 const char *buf, size_t length)
4324 {
4325         if (any_slab_objects(s))
4326                 return -EBUSY;
4327
4328         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4329         if (buf[0] == '1')
4330                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4331         calculate_sizes(s, -1);
4332         return length;
4333 }
4334 SLAB_ATTR(red_zone);
4335
4336 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4337 {
4338         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4339 }
4340
4341 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4342                                 const char *buf, size_t length)
4343 {
4344         if (any_slab_objects(s))
4345                 return -EBUSY;
4346
4347         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4348         if (buf[0] == '1')
4349                 s->flags |= SLAB_POISON;
4350         calculate_sizes(s, -1);
4351         return length;
4352 }
4353 SLAB_ATTR(poison);
4354
4355 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4356 {
4357         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4358 }
4359
4360 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4361                                 const char *buf, size_t length)
4362 {
4363         if (any_slab_objects(s))
4364                 return -EBUSY;
4365
4366         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4367         if (buf[0] == '1')
4368                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4369         calculate_sizes(s, -1);
4370         return length;
4371 }
4372 SLAB_ATTR(store_user);
4373
4374 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4375 {
4376         return 0;
4377 }
4378
4379 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4380                         const char *buf, size_t length)
4381 {
4382         int ret = -EINVAL;
4383
4384         if (buf[0] == '1') {
4385                 ret = validate_slab_cache(s);
4386                 if (ret >= 0)
4387                         ret = length;
4388         }
4389         return ret;
4390 }
4391 SLAB_ATTR(validate);
4392
4393 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4394 {
4395         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4396                 return -ENOSYS;
4397         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4398 }
4399 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4400
4401 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4402 {
4403         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4404                 return -ENOSYS;
4405         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4406 }
4407 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4408 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4409
4410 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4411 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4412 {
4413         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4414 }
4415
4416 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4417                                                         size_t length)
4418 {
4419         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4420         if (buf[0] == '1')
4421                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4422         return length;
4423 }
4424 SLAB_ATTR(failslab);
4425 #endif
4426
4427 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4428 {
4429         return 0;
4430 }
4431
4432 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4433                         const char *buf, size_t length)
4434 {
4435         if (buf[0] == '1') {
4436                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4437
4438                 if (rc)
4439                         return rc;
4440         } else
4441                 return -EINVAL;
4442         return length;
4443 }
4444 SLAB_ATTR(shrink);
4445
4446 #ifdef CONFIG_NUMA
4447 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4448 {
4449         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4450 }
4451
4452 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4453                                 const char *buf, size_t length)
4454 {
4455         unsigned long ratio;
4456         int err;
4457
4458         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4459         if (err)
4460                 return err;
4461
4462         if (ratio <= 100)
4463                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4464
4465         return length;
4466 }
4467 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4468 #endif
4469
4470 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4471 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4472 {
4473         unsigned long sum  = 0;
4474         int cpu;
4475         int len;
4476         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4477
4478         if (!data)
4479                 return -ENOMEM;
4480
4481         for_each_online_cpu(cpu) {
4482                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4483
4484                 data[cpu] = x;
4485                 sum += x;
4486         }
4487
4488         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4489
4490 #ifdef CONFIG_SMP
4491         for_each_online_cpu(cpu) {
4492                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4493                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4494         }
4495 #endif
4496         kfree(data);
4497         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4498 }
4499
4500 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4501 {
4502         int cpu;
4503
4504         for_each_online_cpu(cpu)
4505                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4506 }
4507
4508 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4509 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4510 {                                                               \
4511         return show_stat(s, buf, si);                           \
4512 }                                                               \
4513 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4514                                 const char *buf, size_t length) \
4515 {                                                               \
4516         if (buf[0] != '0')                                      \
4517                 return -EINVAL;                                 \
4518         clear_stat(s, si);                                      \
4519         return length;                                          \
4520 }                                                               \
4521 SLAB_ATTR(text);                                                \
4522
4523 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4524 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4525 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4526 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4527 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4528 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4529 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4530 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4531 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4532 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4533 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4534 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4535 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4536 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4537 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4538 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4539 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4540 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4541 #endif
4542
4543 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4544         &slab_size_attr.attr,
4545         &object_size_attr.attr,
4546         &objs_per_slab_attr.attr,
4547         &order_attr.attr,
4548         &min_partial_attr.attr,
4549         &objects_attr.attr,
4550         &objects_partial_attr.attr,
4551         &partial_attr.attr,
4552         &cpu_slabs_attr.attr,
4553         &ctor_attr.attr,
4554         &aliases_attr.attr,
4555         &align_attr.attr,
4556         &hwcache_align_attr.attr,
4557         &reclaim_account_attr.attr,
4558         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4559         &shrink_attr.attr,
4560         &reserved_attr.attr,
4561 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4562         &total_objects_attr.attr,
4563         &slabs_attr.attr,
4564         &sanity_checks_attr.attr,
4565         &trace_attr.attr,
4566         &red_zone_attr.attr,
4567         &poison_attr.attr,
4568         &store_user_attr.attr,
4569         &validate_attr.attr,
4570         &alloc_calls_attr.attr,
4571         &free_calls_attr.attr,
4572 #endif
4573 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4574         &cache_dma_attr.attr,
4575 #endif
4576 #ifdef CONFIG_NUMA
4577         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4578 #endif
4579 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4580         &alloc_fastpath_attr.attr,
4581         &alloc_slowpath_attr.attr,
4582         &free_fastpath_attr.attr,
4583         &free_slowpath_attr.attr,
4584         &free_frozen_attr.attr,
4585         &free_add_partial_attr.attr,
4586         &free_remove_partial_attr.attr,
4587         &alloc_from_partial_attr.attr,
4588         &alloc_slab_attr.attr,
4589         &alloc_refill_attr.attr,
4590         &free_slab_attr.attr,
4591         &cpuslab_flush_attr.attr,
4592         &deactivate_full_attr.attr,
4593         &deactivate_empty_attr.attr,
4594         &deactivate_to_head_attr.attr,
4595         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4596         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4597         &order_fallback_attr.attr,
4598 #endif
4599 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4600         &failslab_attr.attr,
4601 #endif
4602
4603         NULL
4604 };
4605
4606 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4607         .attrs = slab_attrs,
4608 };
4609
4610 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4611                                 struct attribute *attr,
4612                                 char *buf)
4613 {
4614         struct slab_attribute *attribute;
4615         struct kmem_cache *s;
4616         int err;
4617
4618         attribute = to_slab_attr(attr);
4619         s = to_slab(kobj);
4620
4621         if (!attribute->show)
4622                 return -EIO;
4623
4624         err = attribute->show(s, buf);
4625
4626         return err;
4627 }
4628
4629 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4630                                 struct attribute *attr,
4631                                 const char *buf, size_t len)
4632 {
4633         struct slab_attribute *attribute;
4634         struct kmem_cache *s;
4635         int err;
4636
4637         attribute = to_slab_attr(attr);
4638         s = to_slab(kobj);
4639
4640         if (!attribute->store)
4641                 return -EIO;
4642
4643         err = attribute->store(s, buf, len);
4644
4645         return err;
4646 }
4647
4648 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4649 {
4650         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4651
4652         kfree(s->name);
4653         kfree(s);
4654 }
4655
4656 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4657         .show = slab_attr_show,
4658         .store = slab_attr_store,
4659 };
4660
4661 static struct kobj_type slab_ktype = {
4662         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4663         .release = kmem_cache_release
4664 };
4665
4666 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4667 {
4668         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4669
4670         if (ktype == &slab_ktype)
4671                 return 1;
4672         return 0;
4673 }
4674
4675 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4676         .filter = uevent_filter,
4677 };
4678
4679 static struct kset *slab_kset;
4680
4681 #define ID_STR_LENGTH 64
4682
4683 /* Create a unique string id for a slab cache:
4684  *
4685  * Format       :[flags-]size
4686  */
4687 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4688 {
4689         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4690         char *p = name;
4691
4692         BUG_ON(!name);
4693
4694         *p++ = ':';
4695         /*
4696          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4697          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4698          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4699          * are matched during merging to guarantee that the id is
4700          * unique.
4701          */
4702         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4703                 *p++ = 'd';
4704         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4705                 *p++ = 'a';
4706         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4707                 *p++ = 'F';
4708         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4709                 *p++ = 't';
4710         if (p != name + 1)
4711                 *p++ = '-';
4712         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4713         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4714         return name;
4715 }
4716
4717 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4718 {
4719         int err;
4720         const char *name;
4721         int unmergeable;
4722
4723         if (slab_state < SYSFS)
4724                 /* Defer until later */
4725                 return 0;
4726
4727         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4728         if (unmergeable) {
4729                 /*
4730                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4731                  * This is typically the case for debug situations. In that
4732                  * case we can catch duplicate names easily.
4733                  */
4734                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4735                 name = s->name;
4736         } else {
4737                 /*
4738                  * Create a unique name for the slab as a target
4739                  * for the symlinks.
4740                  */
4741                 name = create_unique_id(s);
4742         }
4743
4744         s->kobj.kset = slab_kset;
4745         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4746         if (err) {
4747                 kobject_put(&s->kobj);
4748                 return err;
4749         }
4750
4751         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4752         if (err) {
4753                 kobject_del(&s->kobj);
4754                 kobject_put(&s->kobj);
4755                 return err;
4756         }
4757         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4758         if (!unmergeable) {
4759                 /* Setup first alias */
4760                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4761                 kfree(name);
4762         }
4763         return 0;
4764 }
4765
4766 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4767 {
4768         if (slab_state < SYSFS)
4769                 /*
4770                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4771                  * cache from sysfs.
4772                  */
4773                 return;
4774
4775         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4776         kobject_del(&s->kobj);
4777         kobject_put(&s->kobj);
4778 }
4779
4780 /*
4781  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4782  * available lest we lose that information.
4783  */
4784 struct saved_alias {
4785         struct kmem_cache *s;
4786         const char *name;
4787         struct saved_alias *next;
4788 };
4789
4790 static struct saved_alias *alias_list;
4791
4792 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4793 {
4794         struct saved_alias *al;
4795
4796         if (slab_state == SYSFS) {
4797                 /*
4798                  * If we have a leftover link then remove it.
4799                  */
4800                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4801                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4802         }
4803
4804         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4805         if (!al)
4806                 return -ENOMEM;
4807
4808         al->s = s;
4809         al->name = name;
4810         al->next = alias_list;
4811         alias_list = al;
4812         return 0;
4813 }
4814
4815 static int __init slab_sysfs_init(void)
4816 {
4817         struct kmem_cache *s;
4818         int err;
4819
4820         down_write(&slub_lock);
4821
4822         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4823         if (!slab_kset) {
4824                 up_write(&slub_lock);
4825                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4826                 return -ENOSYS;
4827         }
4828
4829         slab_state = SYSFS;
4830
4831         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4832                 err = sysfs_slab_add(s);
4833                 if (err)
4834                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4835                                                 " to sysfs\n", s->name);
4836         }
4837
4838         while (alias_list) {
4839                 struct saved_alias *al = alias_list;
4840
4841                 alias_list = alias_list->next;
4842                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4843                 if (err)
4844                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4845                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4846                 kfree(al);
4847         }
4848
4849         up_write(&slub_lock);
4850         resiliency_test();
4851         return 0;
4852 }
4853
4854 __initcall(slab_sysfs_init);
4855 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4856
4857 /*
4858  * The /proc/slabinfo ABI
4859  */
4860 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4861 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4862 {
4863         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4864         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4865                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4866         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4867         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4868         seq_putc(m, '\n');
4869 }
4870
4871 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4872 {
4873         loff_t n = *pos;
4874
4875         down_read(&slub_lock);
4876         if (!n)
4877                 print_slabinfo_header(m);
4878
4879         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4880 }
4881
4882 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4883 {
4884         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4885 }
4886
4887 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4888 {
4889         up_read(&slub_lock);
4890 }
4891
4892 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4893 {
4894         unsigned long nr_partials = 0;
4895         unsigned long nr_slabs = 0;
4896         unsigned long nr_inuse = 0;
4897         unsigned long nr_objs = 0;
4898         unsigned long nr_free = 0;
4899         struct kmem_cache *s;
4900         int node;
4901
4902         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4903
4904         for_each_online_node(node) {
4905                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4906
4907                 if (!n)
4908                         continue;
4909
4910                 nr_partials += n->nr_partial;
4911                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4912                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4913                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4914         }
4915
4916         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4917
4918         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4919                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4920                    (1 << oo_order(s->oo)));
4921         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4922         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4923                    0UL);
4924         seq_putc(m, '\n');
4925         return 0;
4926 }
4927
4928 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4929         .start = s_start,
4930         .next = s_next,
4931         .stop = s_stop,
4932         .show = s_show,
4933 };
4934
4935 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4936 {
4937         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4938 }
4939
4940 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4941         .open           = slabinfo_open,
4942         .read           = seq_read,
4943         .llseek         = seq_lseek,
4944         .release        = seq_release,
4945 };
4946
4947 static int __init slab_proc_init(void)
4948 {
4949         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4950         return 0;
4951 }
4952 module_init(slab_proc_init);
4953 #endif /* CONFIG_SLABINFO */