slub: Get rid of the node field
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32 #include <linux/prefetch.h>
33
34 #include <trace/events/kmem.h>
35
36 /*
37  * Lock order:
38  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
39  *   2. node->list_lock
40  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
41  *
42  *   slub_lock
43  *
44  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
45  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
46  *
47  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
48  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
49  *   double word in the page struct. Meaning
50  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
51  *      B. page->counters       -> Counters of objects
52  *      C. page->frozen         -> frozen state
53  *
54  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
55  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
56  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
57  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
58  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
59  *
60  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
61  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
62  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
63  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
64  *   modified without taking the list lock).
65  *
66  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
67  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
68  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
69  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
70  *   the list lock.
71  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
72  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
73  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
74  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
75  *
76  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
77  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
78  *
79  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
80  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
81  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
82  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
83  * cannot scan all objects.
84  *
85  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
86  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
87  * fast frees and allocs.
88  *
89  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
90  *
91  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
92  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
93  *                      such as satisfying allocations for a specific
94  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
95  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
96  *                      list operations. It is up to the processor holding
97  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
98  *                      when the slab is no longer needed.
99  *
100  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
101  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
102  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
103  *                      freelist that allows lockless access to
104  *                      free objects in addition to the regular freelist
105  *                      that requires the slab lock.
106  *
107  * PageError            Slab requires special handling due to debug
108  *                      options set. This moves slab handling out of
109  *                      the fast path and disables lockless freelists.
110  */
111
112 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
113                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
114
115 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
116 {
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
119 #else
120         return 0;
121 #endif
122 }
123
124 /*
125  * Issues still to be resolved:
126  *
127  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
128  *
129  * - Variable sizing of the per node arrays
130  */
131
132 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
133 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
134
135 /* Enable to log cmpxchg failures */
136 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
137
138 /*
139  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
140  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
141  */
142 #define MIN_PARTIAL 5
143
144 /*
145  * Maximum number of desirable partial slabs.
146  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
147  * sort the partial list by the number of objects in the.
148  */
149 #define MAX_PARTIAL 10
150
151 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
152                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
153
154 /*
155  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
156  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
157  * metadata.
158  */
159 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
160
161 /*
162  * Set of flags that will prevent slab merging
163  */
164 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
165                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
166                 SLAB_FAILSLAB)
167
168 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
169                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
170
171 #define OO_SHIFT        16
172 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
173 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
174
175 /* Internal SLUB flags */
176 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
177 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
178
179 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 static enum {
186         DOWN,           /* No slab functionality available */
187         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
188         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
189         SYSFS           /* Sysfs up */
190 } slab_state = DOWN;
191
192 /* A list of all slab caches on the system */
193 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
194 static LIST_HEAD(slab_caches);
195
196 /*
197  * Tracking user of a slab.
198  */
199 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
200 struct track {
201         unsigned long addr;     /* Called from address */
202 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
203         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
204 #endif
205         int cpu;                /* Was running on cpu */
206         int pid;                /* Pid context */
207         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
208 };
209
210 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
211
212 #ifdef CONFIG_SYSFS
213 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
214 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
215 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
216
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
222 {
223         kfree(s->name);
224         kfree(s);
225 }
226
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
233 #endif
234 }
235
236 /********************************************************************
237  *                      Core slab cache functions
238  *******************************************************************/
239
240 int slab_is_available(void)
241 {
242         return slab_state >= UP;
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
246 {
247         return s->node[node];
248 }
249
250 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
251 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
252                                 struct page *page, const void *object)
253 {
254         void *base;
255
256         if (!object)
257                 return 1;
258
259         base = page_address(page);
260         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
261                 (object - base) % s->size) {
262                 return 0;
263         }
264
265         return 1;
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         return *(void **)(object + s->offset);
271 }
272
273 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         prefetch(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         void *p;
281
282 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
283         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
284 #else
285         p = get_freepointer(s, object);
286 #endif
287         return p;
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         *(void **)(object + s->offset) = fp;
293 }
294
295 /* Loop over all objects in a slab */
296 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
297         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
298                         __p += (__s)->size)
299
300 /* Determine object index from a given position */
301 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
302 {
303         return (p - addr) / s->size;
304 }
305
306 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
307 {
308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
309         /*
310          * Debugging requires use of the padding between object
311          * and whatever may come after it.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
314                 return s->objsize;
315
316 #endif
317         /*
318          * If we have the need to store the freelist pointer
319          * back there or track user information then we can
320          * only use the space before that information.
321          */
322         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
323                 return s->inuse;
324         /*
325          * Else we can use all the padding etc for the allocation
326          */
327         return s->size;
328 }
329
330 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
331 {
332         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
333 }
334
335 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
336                 unsigned long size, int reserved)
337 {
338         struct kmem_cache_order_objects x = {
339                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
340         };
341
342         return x;
343 }
344
345 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
346 {
347         return x.x >> OO_SHIFT;
348 }
349
350 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
351 {
352         return x.x & OO_MASK;
353 }
354
355 /*
356  * Per slab locking using the pagelock
357  */
358 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
359 {
360         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
364 {
365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
369 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
370                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
371                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
372                 const char *n)
373 {
374         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
377         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
378                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
379                         freelist_old, counters_old,
380                         freelist_new, counters_new))
381                 return 1;
382         } else
383 #endif
384         {
385                 slab_lock(page);
386                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return 1;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return 0;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                         freelist_old, counters_old,
415                         freelist_new, counters_new))
416                 return 1;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         page->counters = counters_new;
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return 1;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return 0;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * Object debugging
475  */
476 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
477 {
478         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
479                         length, 1);
480 }
481
482 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483         enum track_item alloc)
484 {
485         struct track *p;
486
487         if (s->offset)
488                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
489         else
490                 p = object + s->inuse;
491
492         return p + alloc;
493 }
494
495 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
496                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
497 {
498         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
499
500         if (addr) {
501 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
502                 struct stack_trace trace;
503                 int i;
504
505                 trace.nr_entries = 0;
506                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
507                 trace.entries = p->addrs;
508                 trace.skip = 3;
509                 save_stack_trace(&trace);
510
511                 /* See rant in lockdep.c */
512                 if (trace.nr_entries != 0 &&
513                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
514                         trace.nr_entries--;
515
516                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
517                         p->addrs[i] = 0;
518 #endif
519                 p->addr = addr;
520                 p->cpu = smp_processor_id();
521                 p->pid = current->pid;
522                 p->when = jiffies;
523         } else
524                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
525 }
526
527 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
528 {
529         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
530                 return;
531
532         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
533         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
534 }
535
536 static void print_track(const char *s, struct track *t)
537 {
538         if (!t->addr)
539                 return;
540
541         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
542                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
543 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
544         {
545                 int i;
546                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
547                         if (t->addrs[i])
548                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
549                         else
550                                 break;
551         }
552 #endif
553 }
554
555 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
556 {
557         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
558                 return;
559
560         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
561         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
562 }
563
564 static void print_page_info(struct page *page)
565 {
566         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
567                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
568
569 }
570
571 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
572 {
573         va_list args;
574         char buf[100];
575
576         va_start(args, fmt);
577         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
578         va_end(args);
579         printk(KERN_ERR "========================================"
580                         "=====================================\n");
581         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
582         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
583                         "-------------------------------------\n\n");
584 }
585
586 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
587 {
588         va_list args;
589         char buf[100];
590
591         va_start(args, fmt);
592         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
593         va_end(args);
594         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
616                         s->inuse - s->objsize);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
641 {
642         va_list args;
643         char buf[100];
644
645         va_start(args, fmt);
646         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
647         va_end(args);
648         slab_bug(s, "%s", buf);
649         print_page_info(page);
650         dump_stack();
651 }
652
653 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
654 {
655         u8 *p = object;
656
657         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
658                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
659                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
660         }
661
662         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
663                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
664 }
665
666 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
667                                                 void *from, void *to)
668 {
669         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
670         memset(from, data, to - from);
671 }
672
673 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
674                         u8 *object, char *what,
675                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
676 {
677         u8 *fault;
678         u8 *end;
679
680         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
681         if (!fault)
682                 return 1;
683
684         end = start + bytes;
685         while (end > fault && end[-1] == value)
686                 end--;
687
688         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
689         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
690                                         fault, end - 1, fault[0], value);
691         print_trailer(s, page, object);
692
693         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
694         return 0;
695 }
696
697 /*
698  * Object layout:
699  *
700  * object address
701  *      Bytes of the object to be managed.
702  *      If the freepointer may overlay the object then the free
703  *      pointer is the first word of the object.
704  *
705  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
706  *      0xa5 (POISON_END)
707  *
708  * object + s->objsize
709  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
710  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
711  *      objsize == inuse.
712  *
713  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
714  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
715  *
716  * object + s->inuse
717  *      Meta data starts here.
718  *
719  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
720  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
721  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
722  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
723  *              before the word boundary.
724  *
725  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
726  *
727  * object + s->size
728  *      Nothing is used beyond s->size.
729  *
730  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
731  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
732  * may be used with merged slabcaches.
733  */
734
735 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
736 {
737         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
738
739         if (s->offset)
740                 /* Freepointer is placed after the object. */
741                 off += sizeof(void *);
742
743         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
744                 /* We also have user information there */
745                 off += 2 * sizeof(struct track);
746
747         if (s->size == off)
748                 return 1;
749
750         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
751                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
752 }
753
754 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
755 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
756 {
757         u8 *start;
758         u8 *fault;
759         u8 *end;
760         int length;
761         int remainder;
762
763         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
764                 return 1;
765
766         start = page_address(page);
767         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
768         end = start + length;
769         remainder = length % s->size;
770         if (!remainder)
771                 return 1;
772
773         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
774         if (!fault)
775                 return 1;
776         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
777                 end--;
778
779         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
780         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
781
782         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
783         return 0;
784 }
785
786 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                                         void *object, u8 val)
788 {
789         u8 *p = object;
790         u8 *endobject = object + s->objsize;
791
792         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
793                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
794                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
795                         return 0;
796         } else {
797                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
798                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
799                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
800                 }
801         }
802
803         if (s->flags & SLAB_POISON) {
804                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
805                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
806                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
807                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
808                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
809                         return 0;
810                 /*
811                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
812                  */
813                 check_pad_bytes(s, page, p);
814         }
815
816         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
817                 /*
818                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
819                  * freepointer while object is allocated.
820                  */
821                 return 1;
822
823         /* Check free pointer validity */
824         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
825                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
826                 /*
827                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
828                  * of the free objects in this slab. May cause
829                  * another error because the object count is now wrong.
830                  */
831                 set_freepointer(s, p, NULL);
832                 return 0;
833         }
834         return 1;
835 }
836
837 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         int maxobj;
840
841         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
842
843         if (!PageSlab(page)) {
844                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
845                 return 0;
846         }
847
848         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
849         if (page->objects > maxobj) {
850                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
851                         s->name, page->objects, maxobj);
852                 return 0;
853         }
854         if (page->inuse > page->objects) {
855                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
856                         s->name, page->inuse, page->objects);
857                 return 0;
858         }
859         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
860         slab_pad_check(s, page);
861         return 1;
862 }
863
864 /*
865  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
866  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
867  */
868 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
869 {
870         int nr = 0;
871         void *fp;
872         void *object = NULL;
873         unsigned long max_objects;
874
875         fp = page->freelist;
876         while (fp && nr <= page->objects) {
877                 if (fp == search)
878                         return 1;
879                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
880                         if (object) {
881                                 object_err(s, page, object,
882                                         "Freechain corrupt");
883                                 set_freepointer(s, object, NULL);
884                                 break;
885                         } else {
886                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
887                                 page->freelist = NULL;
888                                 page->inuse = page->objects;
889                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
890                                 return 0;
891                         }
892                         break;
893                 }
894                 object = fp;
895                 fp = get_freepointer(s, object);
896                 nr++;
897         }
898
899         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
900         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
901                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
902
903         if (page->objects != max_objects) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
905                         "should be %d", page->objects, max_objects);
906                 page->objects = max_objects;
907                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
908         }
909         if (page->inuse != page->objects - nr) {
910                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
911                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
912                 page->inuse = page->objects - nr;
913                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
914         }
915         return search == NULL;
916 }
917
918 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
919                                                                 int alloc)
920 {
921         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
922                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
923                         s->name,
924                         alloc ? "alloc" : "free",
925                         object, page->inuse,
926                         page->freelist);
927
928                 if (!alloc)
929                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
930
931                 dump_stack();
932         }
933 }
934
935 /*
936  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
937  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
938  */
939 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
940 {
941         flags &= gfp_allowed_mask;
942         lockdep_trace_alloc(flags);
943         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
944
945         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
946 }
947
948 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
949 {
950         flags &= gfp_allowed_mask;
951         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
952         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
953 }
954
955 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
956 {
957         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
958
959         /*
960          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
961          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
962          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
963          */
964 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
965         {
966                 unsigned long flags;
967
968                 local_irq_save(flags);
969                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
970                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
971                 local_irq_restore(flags);
972         }
973 #endif
974         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
975                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
976 }
977
978 /*
979  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
980  *
981  * list_lock must be held.
982  */
983 static void add_full(struct kmem_cache *s,
984         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
985 {
986         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
987                 return;
988
989         list_add(&page->lru, &n->full);
990 }
991
992 /*
993  * list_lock must be held.
994  */
995 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
996 {
997         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
998                 return;
999
1000         list_del(&page->lru);
1001 }
1002
1003 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1004 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1005 {
1006         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1007
1008         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1009 }
1010
1011 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1012 {
1013         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1014 }
1015
1016 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1017 {
1018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1019
1020         /*
1021          * May be called early in order to allocate a slab for the
1022          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1023          * dilemma by deferring the increment of the count during
1024          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1025          */
1026         if (n) {
1027                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1028                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1029         }
1030 }
1031 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1036         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1037 }
1038
1039 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1040 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1041                                                                 void *object)
1042 {
1043         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1044                 return;
1045
1046         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1047         init_tracking(s, object);
1048 }
1049
1050 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1051                                         void *object, unsigned long addr)
1052 {
1053         if (!check_slab(s, page))
1054                 goto bad;
1055
1056         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1057                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1058                 goto bad;
1059         }
1060
1061         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1062                 goto bad;
1063
1064         /* Success perform special debug activities for allocs */
1065         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1066                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1067         trace(s, page, object, 1);
1068         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1069         return 1;
1070
1071 bad:
1072         if (PageSlab(page)) {
1073                 /*
1074                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1075                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1076                  * as used avoids touching the remaining objects.
1077                  */
1078                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1079                 page->inuse = page->objects;
1080                 page->freelist = NULL;
1081         }
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1086                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1087 {
1088         unsigned long flags;
1089         int rc = 0;
1090
1091         local_irq_save(flags);
1092         slab_lock(page);
1093
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 goto fail;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1099                 goto fail;
1100         }
1101
1102         if (on_freelist(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1108                 goto out;
1109
1110         if (unlikely(s != page->slab)) {
1111                 if (!PageSlab(page)) {
1112                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1113                                 "outside of slab", object);
1114                 } else if (!page->slab) {
1115                         printk(KERN_ERR
1116                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1117                                                 object);
1118                         dump_stack();
1119                 } else
1120                         object_err(s, page, object,
1121                                         "page slab pointer corrupt.");
1122                 goto fail;
1123         }
1124
1125         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1126                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1127         trace(s, page, object, 0);
1128         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1129         rc = 1;
1130 out:
1131         slab_unlock(page);
1132         local_irq_restore(flags);
1133         return rc;
1134
1135 fail:
1136         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1137         goto out;
1138 }
1139
1140 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1141 {
1142         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1143         if (*str++ != '=' || !*str)
1144                 /*
1145                  * No options specified. Switch on full debugging.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         if (*str == ',')
1150                 /*
1151                  * No options but restriction on slabs. This means full
1152                  * debugging for slabs matching a pattern.
1153                  */
1154                 goto check_slabs;
1155
1156         if (tolower(*str) == 'o') {
1157                 /*
1158                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1159                  * would increase as a result.
1160                  */
1161                 disable_higher_order_debug = 1;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         slub_debug = 0;
1166         if (*str == '-')
1167                 /*
1168                  * Switch off all debugging measures.
1169                  */
1170                 goto out;
1171
1172         /*
1173          * Determine which debug features should be switched on
1174          */
1175         for (; *str && *str != ','; str++) {
1176                 switch (tolower(*str)) {
1177                 case 'f':
1178                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1179                         break;
1180                 case 'z':
1181                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1182                         break;
1183                 case 'p':
1184                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1185                         break;
1186                 case 'u':
1187                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1188                         break;
1189                 case 't':
1190                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1191                         break;
1192                 case 'a':
1193                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1194                         break;
1195                 default:
1196                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1197                                 "unknown. skipped\n", *str);
1198                 }
1199         }
1200
1201 check_slabs:
1202         if (*str == ',')
1203                 slub_debug_slabs = str + 1;
1204 out:
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1209
1210 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1211         unsigned long flags, const char *name,
1212         void (*ctor)(void *))
1213 {
1214         /*
1215          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1216          */
1217         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1218                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1219                 flags |= slub_debug;
1220
1221         return flags;
1222 }
1223 #else
1224 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1225                         struct page *page, void *object) {}
1226
1227 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1228         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1229
1230 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1231         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1232
1233 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1234                         { return 1; }
1235 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1236                         void *object, u8 val) { return 1; }
1237 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1238                                         struct page *page) {}
1239 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1240 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1241         unsigned long flags, const char *name,
1242         void (*ctor)(void *))
1243 {
1244         return flags;
1245 }
1246 #define slub_debug 0
1247
1248 #define disable_higher_order_debug 0
1249
1250 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1251                                                         { return 0; }
1252 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1253                                                         { return 0; }
1254 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1255                                                         int objects) {}
1256 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1257                                                         int objects) {}
1258
1259 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1260                                                         { return 0; }
1261
1262 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1263                 void *object) {}
1264
1265 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1266
1267 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1268
1269 /*
1270  * Slab allocation and freeing
1271  */
1272 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1273                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1274 {
1275         int order = oo_order(oo);
1276
1277         flags |= __GFP_NOTRACK;
1278
1279         if (node == NUMA_NO_NODE)
1280                 return alloc_pages(flags, order);
1281         else
1282                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1283 }
1284
1285 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1286 {
1287         struct page *page;
1288         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1289         gfp_t alloc_gfp;
1290
1291         flags &= gfp_allowed_mask;
1292
1293         if (flags & __GFP_WAIT)
1294                 local_irq_enable();
1295
1296         flags |= s->allocflags;
1297
1298         /*
1299          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1300          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1301          */
1302         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1303
1304         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1305         if (unlikely(!page)) {
1306                 oo = s->min;
1307                 /*
1308                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1309                  * Try a lower order alloc if possible
1310                  */
1311                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1312
1313                 if (page)
1314                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1315         }
1316
1317         if (flags & __GFP_WAIT)
1318                 local_irq_disable();
1319
1320         if (!page)
1321                 return NULL;
1322
1323         if (kmemcheck_enabled
1324                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1325                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1326
1327                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1328
1329                 /*
1330                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1331                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1332                  */
1333                 if (s->ctor)
1334                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1335                 else
1336                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1337         }
1338
1339         page->objects = oo_objects(oo);
1340         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1341                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1342                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1343                 1 << oo_order(oo));
1344
1345         return page;
1346 }
1347
1348 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1349                                 void *object)
1350 {
1351         setup_object_debug(s, page, object);
1352         if (unlikely(s->ctor))
1353                 s->ctor(object);
1354 }
1355
1356 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1357 {
1358         struct page *page;
1359         void *start;
1360         void *last;
1361         void *p;
1362
1363         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1364
1365         page = allocate_slab(s,
1366                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1367         if (!page)
1368                 goto out;
1369
1370         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1371         page->slab = s;
1372         page->flags |= 1 << PG_slab;
1373
1374         start = page_address(page);
1375
1376         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1377                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1378
1379         last = start;
1380         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1381                 setup_object(s, page, last);
1382                 set_freepointer(s, last, p);
1383                 last = p;
1384         }
1385         setup_object(s, page, last);
1386         set_freepointer(s, last, NULL);
1387
1388         page->freelist = start;
1389         page->inuse = page->objects;
1390         page->frozen = 1;
1391 out:
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1396 {
1397         int order = compound_order(page);
1398         int pages = 1 << order;
1399
1400         if (kmem_cache_debug(s)) {
1401                 void *p;
1402
1403                 slab_pad_check(s, page);
1404                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1405                                                 page->objects)
1406                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1407         }
1408
1409         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1410
1411         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1412                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1413                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1414                 -pages);
1415
1416         __ClearPageSlab(page);
1417         reset_page_mapcount(page);
1418         if (current->reclaim_state)
1419                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1420         __free_pages(page, order);
1421 }
1422
1423 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1424         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1425
1426 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1427 {
1428         struct page *page;
1429
1430         if (need_reserve_slab_rcu)
1431                 page = virt_to_head_page(h);
1432         else
1433                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1434
1435         __free_slab(page->slab, page);
1436 }
1437
1438 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1439 {
1440         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1441                 struct rcu_head *head;
1442
1443                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1444                         int order = compound_order(page);
1445                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1446
1447                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1448                         head = page_address(page) + offset;
1449                 } else {
1450                         /*
1451                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1452                          */
1453                         head = (void *)&page->lru;
1454                 }
1455
1456                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1457         } else
1458                 __free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1462 {
1463         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1464         free_slab(s, page);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Management of partially allocated slabs.
1469  *
1470  * list_lock must be held.
1471  */
1472 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1473                                 struct page *page, int tail)
1474 {
1475         n->nr_partial++;
1476         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1477                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1478         else
1479                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * list_lock must be held.
1484  */
1485 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1486                                         struct page *page)
1487 {
1488         list_del(&page->lru);
1489         n->nr_partial--;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1494  * return the pointer to the freelist.
1495  *
1496  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1497  *
1498  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1499  */
1500 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1501                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1502                 int mode)
1503 {
1504         void *freelist;
1505         unsigned long counters;
1506         struct page new;
1507
1508         /*
1509          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1510          * The old freelist is the list of objects for the
1511          * per cpu allocation list.
1512          */
1513         freelist = page->freelist;
1514         counters = page->counters;
1515         new.counters = counters;
1516         if (mode)
1517                 new.inuse = page->objects;
1518
1519         VM_BUG_ON(new.frozen);
1520         new.frozen = 1;
1521
1522         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1523                         freelist, counters,
1524                         NULL, new.counters,
1525                         "acquire_slab"))
1526
1527                 return NULL;
1528
1529         remove_partial(n, page);
1530         WARN_ON(!freelist);
1531         return freelist;
1532 }
1533
1534 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1535
1536 /*
1537  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1538  */
1539 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1540                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1541 {
1542         struct page *page, *page2;
1543         void *object = NULL;
1544
1545         /*
1546          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1547          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1548          * partial slab and there is none available then get_partials()
1549          * will return NULL.
1550          */
1551         if (!n || !n->nr_partial)
1552                 return NULL;
1553
1554         spin_lock(&n->list_lock);
1555         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1556                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1557                 int available;
1558
1559                 if (!t)
1560                         break;
1561
1562                 if (!object) {
1563                         c->page = page;
1564                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1565                         object = t;
1566                         available =  page->objects - page->inuse;
1567                 } else {
1568                         page->freelist = t;
1569                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1570                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1571                 }
1572                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1573                         break;
1574
1575         }
1576         spin_unlock(&n->list_lock);
1577         return object;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1582  */
1583 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1584                 struct kmem_cache_cpu *c)
1585 {
1586 #ifdef CONFIG_NUMA
1587         struct zonelist *zonelist;
1588         struct zoneref *z;
1589         struct zone *zone;
1590         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1591         void *object;
1592         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1593
1594         /*
1595          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1596          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1597          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1598          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1599          *
1600          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1601          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1602          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1603          * from other nodes and filled up.
1604          *
1605          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1606          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1607          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1608          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1609          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1610          * with available objects.
1611          */
1612         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1613                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1614                 return NULL;
1615
1616         do {
1617                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1618                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1619                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1620                         struct kmem_cache_node *n;
1621
1622                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1623
1624                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1625                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1626                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1627                                 if (object) {
1628                                         /*
1629                                          * Return the object even if
1630                                          * put_mems_allowed indicated that
1631                                          * the cpuset mems_allowed was
1632                                          * updated in parallel. It's a
1633                                          * harmless race between the alloc
1634                                          * and the cpuset update.
1635                                          */
1636                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1637                                         return object;
1638                                 }
1639                         }
1640                 }
1641         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1642 #endif
1643         return NULL;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Get a partial page, lock it and return it.
1648  */
1649 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1650                 struct kmem_cache_cpu *c)
1651 {
1652         void *object;
1653         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1654
1655         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1656         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1657                 return object;
1658
1659         return get_any_partial(s, flags, c);
1660 }
1661
1662 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1663 /*
1664  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1665  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1666  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1667  */
1668 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1669 #else
1670 /*
1671  * No preemption supported therefore also no need to check for
1672  * different cpus.
1673  */
1674 #define TID_STEP 1
1675 #endif
1676
1677 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1678 {
1679         return tid + TID_STEP;
1680 }
1681
1682 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1683 {
1684         return tid % TID_STEP;
1685 }
1686
1687 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1688 {
1689         return tid / TID_STEP;
1690 }
1691
1692 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1693 {
1694         return cpu;
1695 }
1696
1697 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1698                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1699 {
1700 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1701         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1702
1703         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1704
1705 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1706         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1707                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1708                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1709         else
1710 #endif
1711         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1712                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1713                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1714         else
1715                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1716                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1717 #endif
1718         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1719 }
1720
1721 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1722 {
1723         int cpu;
1724
1725         for_each_possible_cpu(cpu)
1726                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Remove the cpu slab
1731  */
1732 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1733 {
1734         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1735         struct page *page = c->page;
1736         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1737         int lock = 0;
1738         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1739         void *freelist;
1740         void *nextfree;
1741         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1742         struct page new;
1743         struct page old;
1744
1745         if (page->freelist) {
1746                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1747                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1748         }
1749
1750         c->tid = next_tid(c->tid);
1751         c->page = NULL;
1752         freelist = c->freelist;
1753         c->freelist = NULL;
1754
1755         /*
1756          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1757          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1758          * last one.
1759          *
1760          * There is no need to take the list->lock because the page
1761          * is still frozen.
1762          */
1763         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1764                 void *prior;
1765                 unsigned long counters;
1766
1767                 do {
1768                         prior = page->freelist;
1769                         counters = page->counters;
1770                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1771                         new.counters = counters;
1772                         new.inuse--;
1773                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1774
1775                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1776                         prior, counters,
1777                         freelist, new.counters,
1778                         "drain percpu freelist"));
1779
1780                 freelist = nextfree;
1781         }
1782
1783         /*
1784          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1785          * list presence reflects the actual number of objects
1786          * during unfreeze.
1787          *
1788          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1789          * with the count. If there is a mismatch then the page
1790          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1791          *
1792          * Then we restart the process which may have to remove
1793          * the page from the list that we just put it on again
1794          * because the number of objects in the slab may have
1795          * changed.
1796          */
1797 redo:
1798
1799         old.freelist = page->freelist;
1800         old.counters = page->counters;
1801         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1802
1803         /* Determine target state of the slab */
1804         new.counters = old.counters;
1805         if (freelist) {
1806                 new.inuse--;
1807                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1808                 new.freelist = freelist;
1809         } else
1810                 new.freelist = old.freelist;
1811
1812         new.frozen = 0;
1813
1814         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1815                 m = M_FREE;
1816         else if (new.freelist) {
1817                 m = M_PARTIAL;
1818                 if (!lock) {
1819                         lock = 1;
1820                         /*
1821                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1822                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1823                          * is frozen
1824                          */
1825                         spin_lock(&n->list_lock);
1826                 }
1827         } else {
1828                 m = M_FULL;
1829                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1830                         lock = 1;
1831                         /*
1832                          * This also ensures that the scanning of full
1833                          * slabs from diagnostic functions will not see
1834                          * any frozen slabs.
1835                          */
1836                         spin_lock(&n->list_lock);
1837                 }
1838         }
1839
1840         if (l != m) {
1841
1842                 if (l == M_PARTIAL)
1843
1844                         remove_partial(n, page);
1845
1846                 else if (l == M_FULL)
1847
1848                         remove_full(s, page);
1849
1850                 if (m == M_PARTIAL) {
1851
1852                         add_partial(n, page, tail);
1853                         stat(s, tail);
1854
1855                 } else if (m == M_FULL) {
1856
1857                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1858                         add_full(s, n, page);
1859
1860                 }
1861         }
1862
1863         l = m;
1864         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1865                                 old.freelist, old.counters,
1866                                 new.freelist, new.counters,
1867                                 "unfreezing slab"))
1868                 goto redo;
1869
1870         if (lock)
1871                 spin_unlock(&n->list_lock);
1872
1873         if (m == M_FREE) {
1874                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1875                 discard_slab(s, page);
1876                 stat(s, FREE_SLAB);
1877         }
1878 }
1879
1880 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1881 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1882 {
1883         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1884         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1885         struct page *page, *discard_page = NULL;
1886
1887         while ((page = c->partial)) {
1888                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1889                 enum slab_modes l, m;
1890                 struct page new;
1891                 struct page old;
1892
1893                 c->partial = page->next;
1894                 l = M_FREE;
1895
1896                 do {
1897
1898                         old.freelist = page->freelist;
1899                         old.counters = page->counters;
1900                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1901
1902                         new.counters = old.counters;
1903                         new.freelist = old.freelist;
1904
1905                         new.frozen = 0;
1906
1907                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1908                                 m = M_FREE;
1909                         else {
1910                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1911                                                         page_to_nid(page));
1912
1913                                 m = M_PARTIAL;
1914                                 if (n != n2) {
1915                                         if (n)
1916                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1917
1918                                         n = n2;
1919                                         spin_lock(&n->list_lock);
1920                                 }
1921                         }
1922
1923                         if (l != m) {
1924                                 if (l == M_PARTIAL) {
1925                                         remove_partial(n, page);
1926                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1927                                 } else {
1928                                         add_partial(n, page,
1929                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1930                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1931                                 }
1932
1933                                 l = m;
1934                         }
1935
1936                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1937                                 old.freelist, old.counters,
1938                                 new.freelist, new.counters,
1939                                 "unfreezing slab"));
1940
1941                 if (m == M_FREE) {
1942                         page->next = discard_page;
1943                         discard_page = page;
1944                 }
1945         }
1946
1947         if (n)
1948                 spin_unlock(&n->list_lock);
1949
1950         while (discard_page) {
1951                 page = discard_page;
1952                 discard_page = discard_page->next;
1953
1954                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1955                 discard_slab(s, page);
1956                 stat(s, FREE_SLAB);
1957         }
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1962  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1963  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1964  * onto a random cpus partial slot.
1965  *
1966  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1967  * per node partial list.
1968  */
1969 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1970 {
1971         struct page *oldpage;
1972         int pages;
1973         int pobjects;
1974
1975         do {
1976                 pages = 0;
1977                 pobjects = 0;
1978                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1979
1980                 if (oldpage) {
1981                         pobjects = oldpage->pobjects;
1982                         pages = oldpage->pages;
1983                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1984                                 unsigned long flags;
1985                                 /*
1986                                  * partial array is full. Move the existing
1987                                  * set to the per node partial list.
1988                                  */
1989                                 local_irq_save(flags);
1990                                 unfreeze_partials(s);
1991                                 local_irq_restore(flags);
1992                                 pobjects = 0;
1993                                 pages = 0;
1994                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1995                         }
1996                 }
1997
1998                 pages++;
1999                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2000
2001                 page->pages = pages;
2002                 page->pobjects = pobjects;
2003                 page->next = oldpage;
2004
2005         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2006         return pobjects;
2007 }
2008
2009 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2010 {
2011         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2012         deactivate_slab(s, c);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Flush cpu slab.
2017  *
2018  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2019  */
2020 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2021 {
2022         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2023
2024         if (likely(c)) {
2025                 if (c->page)
2026                         flush_slab(s, c);
2027
2028                 unfreeze_partials(s);
2029         }
2030 }
2031
2032 static void flush_cpu_slab(void *d)
2033 {
2034         struct kmem_cache *s = d;
2035
2036         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2037 }
2038
2039 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2040 {
2041         struct kmem_cache *s = info;
2042         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2043
2044         return c->page || c->partial;
2045 }
2046
2047 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2048 {
2049         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2054  * locality expectations.
2055  */
2056 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2057 {
2058 #ifdef CONFIG_NUMA
2059         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(c->page) != node)
2060                 return 0;
2061 #endif
2062         return 1;
2063 }
2064
2065 static int count_free(struct page *page)
2066 {
2067         return page->objects - page->inuse;
2068 }
2069
2070 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2071                                         int (*get_count)(struct page *))
2072 {
2073         unsigned long flags;
2074         unsigned long x = 0;
2075         struct page *page;
2076
2077         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2078         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2079                 x += get_count(page);
2080         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2081         return x;
2082 }
2083
2084 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2085 {
2086 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2087         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2088 #else
2089         return 0;
2090 #endif
2091 }
2092
2093 static noinline void
2094 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2095 {
2096         int node;
2097
2098         printk(KERN_WARNING
2099                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2100                 nid, gfpflags);
2101         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2102                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2103                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2104
2105         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2106                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2107                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2108
2109         for_each_online_node(node) {
2110                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2111                 unsigned long nr_slabs;
2112                 unsigned long nr_objs;
2113                 unsigned long nr_free;
2114
2115                 if (!n)
2116                         continue;
2117
2118                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2119                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2120                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2121
2122                 printk(KERN_WARNING
2123                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2124                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2125         }
2126 }
2127
2128 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2129                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2130 {
2131         void *freelist;
2132         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2133         struct page *page;
2134
2135         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2136
2137         if (freelist)
2138                 return freelist;
2139
2140         page = new_slab(s, flags, node);
2141         if (page) {
2142                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2143                 if (c->page)
2144                         flush_slab(s, c);
2145
2146                 /*
2147                  * No other reference to the page yet so we can
2148                  * muck around with it freely without cmpxchg
2149                  */
2150                 freelist = page->freelist;
2151                 page->freelist = NULL;
2152
2153                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2154                 c->page = page;
2155                 *pc = c;
2156         } else
2157                 freelist = NULL;
2158
2159         return freelist;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2164  * or deactivate the page.
2165  *
2166  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2167  *
2168  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2169  */
2170 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2171 {
2172         struct page new;
2173         unsigned long counters;
2174         void *freelist;
2175
2176         do {
2177                 freelist = page->freelist;
2178                 counters = page->counters;
2179
2180                 new.counters = counters;
2181                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2182
2183                 new.inuse = page->objects;
2184                 new.frozen = freelist != NULL;
2185
2186         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2187                 freelist, counters,
2188                 NULL, new.counters,
2189                 "get_freelist"));
2190
2191         return freelist;
2192 }
2193
2194 /*
2195  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2196  * debugging duties.
2197  *
2198  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2199  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2200  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2201  *
2202  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2203  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2204  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2205  *
2206  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2207  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2208  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2209  */
2210 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2211                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2212 {
2213         void *freelist;
2214         unsigned long flags;
2215
2216         local_irq_save(flags);
2217 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2218         /*
2219          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2220          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2221          * pointer.
2222          */
2223         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2224 #endif
2225
2226         if (!c->page)
2227                 goto new_slab;
2228 redo:
2229
2230         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2231                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2232                 deactivate_slab(s, c);
2233                 goto new_slab;
2234         }
2235
2236         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2237         freelist = c->freelist;
2238         if (freelist)
2239                 goto load_freelist;
2240
2241         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2242
2243         freelist = get_freelist(s, c->page);
2244
2245         if (!freelist) {
2246                 c->page = NULL;
2247                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2248                 goto new_slab;
2249         }
2250
2251         stat(s, ALLOC_REFILL);
2252
2253 load_freelist:
2254         /*
2255          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2256          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2257          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2258          */
2259         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2260         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2261         c->tid = next_tid(c->tid);
2262         local_irq_restore(flags);
2263         return freelist;
2264
2265 new_slab:
2266
2267         if (c->partial) {
2268                 c->page = c->partial;
2269                 c->partial = c->page->next;
2270                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2271                 c->freelist = NULL;
2272                 goto redo;
2273         }
2274
2275         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2276
2277         if (unlikely(!freelist)) {
2278                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2279                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2280
2281                 local_irq_restore(flags);
2282                 return NULL;
2283         }
2284
2285         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2286                 goto load_freelist;
2287
2288         /* Only entered in the debug case */
2289         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, freelist, addr))
2290                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2291
2292         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2293         deactivate_slab(s, c);
2294         local_irq_restore(flags);
2295         return freelist;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2300  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2301  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2302  *
2303  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2304  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2305  *
2306  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2307  */
2308 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2309                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2310 {
2311         void **object;
2312         struct kmem_cache_cpu *c;
2313         unsigned long tid;
2314
2315         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2316                 return NULL;
2317
2318 redo:
2319
2320         /*
2321          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2322          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2323          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2324          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2325          */
2326         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2327
2328         /*
2329          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2330          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2331          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2332          * linked list in between.
2333          */
2334         tid = c->tid;
2335         barrier();
2336
2337         object = c->freelist;
2338         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2339
2340                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2341
2342         else {
2343                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2344
2345                 /*
2346                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2347                  * operation and if we are on the right processor.
2348                  *
2349                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2350                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2351                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2352                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2353                  *
2354                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2355                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2356                  */
2357                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2358                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2359                                 object, tid,
2360                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2361
2362                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2363                         goto redo;
2364                 }
2365                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2366                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2367         }
2368
2369         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2370                 memset(object, 0, s->objsize);
2371
2372         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2373
2374         return object;
2375 }
2376
2377 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2378 {
2379         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2380
2381         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2382
2383         return ret;
2384 }
2385 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2386
2387 #ifdef CONFIG_TRACING
2388 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2389 {
2390         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2391         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2392         return ret;
2393 }
2394 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2395
2396 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2397 {
2398         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2399         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2400         return ret;
2401 }
2402 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2403 #endif
2404
2405 #ifdef CONFIG_NUMA
2406 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2407 {
2408         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2409
2410         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2411                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2412
2413         return ret;
2414 }
2415 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2416
2417 #ifdef CONFIG_TRACING
2418 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2419                                     gfp_t gfpflags,
2420                                     int node, size_t size)
2421 {
2422         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2423
2424         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2425                            size, s->size, gfpflags, node);
2426         return ret;
2427 }
2428 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2429 #endif
2430 #endif
2431
2432 /*
2433  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2434  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2435  *
2436  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2437  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2438  * handling required then we can return immediately.
2439  */
2440 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2441                         void *x, unsigned long addr)
2442 {
2443         void *prior;
2444         void **object = (void *)x;
2445         int was_frozen;
2446         int inuse;
2447         struct page new;
2448         unsigned long counters;
2449         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2450         unsigned long uninitialized_var(flags);
2451
2452         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2453
2454         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2455                 return;
2456
2457         do {
2458                 prior = page->freelist;
2459                 counters = page->counters;
2460                 set_freepointer(s, object, prior);
2461                 new.counters = counters;
2462                 was_frozen = new.frozen;
2463                 new.inuse--;
2464                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2465
2466                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2467
2468                                 /*
2469                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2470                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2471                                  */
2472                                 new.frozen = 1;
2473
2474                         else { /* Needs to be taken off a list */
2475
2476                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2477                                 /*
2478                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2479                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2480                                  * drop the list_lock without any processing.
2481                                  *
2482                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2483                                  * other processors updating the list of slabs.
2484                                  */
2485                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2486
2487                         }
2488                 }
2489                 inuse = new.inuse;
2490
2491         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2492                 prior, counters,
2493                 object, new.counters,
2494                 "__slab_free"));
2495
2496         if (likely(!n)) {
2497
2498                 /*
2499                  * If we just froze the page then put it onto the
2500                  * per cpu partial list.
2501                  */
2502                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2503                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2504                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2505                 }
2506                 /*
2507                  * The list lock was not taken therefore no list
2508                  * activity can be necessary.
2509                  */
2510                 if (was_frozen)
2511                         stat(s, FREE_FROZEN);
2512                 return;
2513         }
2514
2515         /*
2516          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2517          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2518          */
2519         if (was_frozen)
2520                 stat(s, FREE_FROZEN);
2521         else {
2522                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2523                         goto slab_empty;
2524
2525                 /*
2526                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2527                  * then add it.
2528                  */
2529                 if (unlikely(!prior)) {
2530                         remove_full(s, page);
2531                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2532                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2533                 }
2534         }
2535         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2536         return;
2537
2538 slab_empty:
2539         if (prior) {
2540                 /*
2541                  * Slab on the partial list.
2542                  */
2543                 remove_partial(n, page);
2544                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2545         } else
2546                 /* Slab must be on the full list */
2547                 remove_full(s, page);
2548
2549         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2550         stat(s, FREE_SLAB);
2551         discard_slab(s, page);
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2556  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2557  *
2558  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2559  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2560  * the item before.
2561  *
2562  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2563  * with all sorts of special processing.
2564  */
2565 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2566                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2567 {
2568         void **object = (void *)x;
2569         struct kmem_cache_cpu *c;
2570         unsigned long tid;
2571
2572         slab_free_hook(s, x);
2573
2574 redo:
2575         /*
2576          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2577          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2578          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2579          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2580          */
2581         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2582
2583         tid = c->tid;
2584         barrier();
2585
2586         if (likely(page == c->page)) {
2587                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2588
2589                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2590                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2591                                 c->freelist, tid,
2592                                 object, next_tid(tid)))) {
2593
2594                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2595                         goto redo;
2596                 }
2597                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2598         } else
2599                 __slab_free(s, page, x, addr);
2600
2601 }
2602
2603 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2604 {
2605         struct page *page;
2606
2607         page = virt_to_head_page(x);
2608
2609         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2610
2611         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2614
2615 /*
2616  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2617  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2618  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2619  * another.
2620  *
2621  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2622  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2623  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2624  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2625  * locking overhead.
2626  */
2627
2628 /*
2629  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2630  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2631  * and increases the number of allocations possible without having to
2632  * take the list_lock.
2633  */
2634 static int slub_min_order;
2635 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2636 static int slub_min_objects;
2637
2638 /*
2639  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2640  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2641  */
2642 static int slub_nomerge;
2643
2644 /*
2645  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2646  *
2647  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2648  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2649  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2650  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2651  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2652  * would be wasted.
2653  *
2654  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2655  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2656  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2657  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2658  *
2659  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2660  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2661  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2662  * of space in favor of a small page order.
2663  *
2664  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2665  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2666  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2667  * the smallest order which will fit the object.
2668  */
2669 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2670                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2671 {
2672         int order;
2673         int rem;
2674         int min_order = slub_min_order;
2675
2676         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2677                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2678
2679         for (order = max(min_order,
2680                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2681                         order <= max_order; order++) {
2682
2683                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2684
2685                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2686                         continue;
2687
2688                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2689
2690                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2691                         break;
2692
2693         }
2694
2695         return order;
2696 }
2697
2698 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2699 {
2700         int order;
2701         int min_objects;
2702         int fraction;
2703         int max_objects;
2704
2705         /*
2706          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2707          * works by first attempting to generate a layout with
2708          * the best configuration and backing off gradually.
2709          *
2710          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2711          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2712          */
2713         min_objects = slub_min_objects;
2714         if (!min_objects)
2715                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2716         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2717         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2718
2719         while (min_objects > 1) {
2720                 fraction = 16;
2721                 while (fraction >= 4) {
2722                         order = slab_order(size, min_objects,
2723                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2724                         if (order <= slub_max_order)
2725                                 return order;
2726                         fraction /= 2;
2727                 }
2728                 min_objects--;
2729         }
2730
2731         /*
2732          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2733          * lets see if we can place a single object there.
2734          */
2735         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2736         if (order <= slub_max_order)
2737                 return order;
2738
2739         /*
2740          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2741          */
2742         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2743         if (order < MAX_ORDER)
2744                 return order;
2745         return -ENOSYS;
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2750  */
2751 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2752                 unsigned long align, unsigned long size)
2753 {
2754         /*
2755          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2756          * suggestion if the object is sufficiently large.
2757          *
2758          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2759          * alignment though. If that is greater then use it.
2760          */
2761         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2762                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2763                 while (size <= ralign / 2)
2764                         ralign /= 2;
2765                 align = max(align, ralign);
2766         }
2767
2768         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2769                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2770
2771         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2772 }
2773
2774 static void
2775 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2776 {
2777         n->nr_partial = 0;
2778         spin_lock_init(&n->list_lock);
2779         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2780 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2781         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2782         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2783         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2784 #endif
2785 }
2786
2787 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2788 {
2789         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2790                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2791
2792         /*
2793          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2794          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2795          */
2796         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2797                                      2 * sizeof(void *));
2798
2799         if (!s->cpu_slab)
2800                 return 0;
2801
2802         init_kmem_cache_cpus(s);
2803
2804         return 1;
2805 }
2806
2807 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2808
2809 /*
2810  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2811  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2812  * possible.
2813  *
2814  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2815  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2816  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2817  */
2818 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2819 {
2820         struct page *page;
2821         struct kmem_cache_node *n;
2822
2823         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2824
2825         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2826
2827         BUG_ON(!page);
2828         if (page_to_nid(page) != node) {
2829                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2830                                 "node %d\n", node);
2831                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2832                                 "in order to be able to continue\n");
2833         }
2834
2835         n = page->freelist;
2836         BUG_ON(!n);
2837         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2838         page->inuse = 1;
2839         page->frozen = 0;
2840         kmem_cache_node->node[node] = n;
2841 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2842         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2843         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2844 #endif
2845         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2846         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2847
2848         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2849 }
2850
2851 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2852 {
2853         int node;
2854
2855         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2856                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2857
2858                 if (n)
2859                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2860
2861                 s->node[node] = NULL;
2862         }
2863 }
2864
2865 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2866 {
2867         int node;
2868
2869         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2870                 struct kmem_cache_node *n;
2871
2872                 if (slab_state == DOWN) {
2873                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2874                         continue;
2875                 }
2876                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2877                                                 GFP_KERNEL, node);
2878
2879                 if (!n) {
2880                         free_kmem_cache_nodes(s);
2881                         return 0;
2882                 }
2883
2884                 s->node[node] = n;
2885                 init_kmem_cache_node(n, s);
2886         }
2887         return 1;
2888 }
2889
2890 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2891 {
2892         if (min < MIN_PARTIAL)
2893                 min = MIN_PARTIAL;
2894         else if (min > MAX_PARTIAL)
2895                 min = MAX_PARTIAL;
2896         s->min_partial = min;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2901  * a slab object.
2902  */
2903 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2904 {
2905         unsigned long flags = s->flags;
2906         unsigned long size = s->objsize;
2907         unsigned long align = s->align;
2908         int order;
2909
2910         /*
2911          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2912          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2913          * the possible location of the free pointer.
2914          */
2915         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2916
2917 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2918         /*
2919          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2920          * the slab may touch the object after free or before allocation
2921          * then we should never poison the object itself.
2922          */
2923         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2924                         !s->ctor)
2925                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2926         else
2927                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2928
2929
2930         /*
2931          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2932          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2933          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2934          */
2935         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2936                 size += sizeof(void *);
2937 #endif
2938
2939         /*
2940          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2941          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2942          */
2943         s->inuse = size;
2944
2945         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2946                 s->ctor)) {
2947                 /*
2948                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2949                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2950                  * kmem_cache_free.
2951                  *
2952                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2953                  * destructor or are poisoning the objects.
2954                  */
2955                 s->offset = size;
2956                 size += sizeof(void *);
2957         }
2958
2959 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2960         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2961                 /*
2962                  * Need to store information about allocs and frees after
2963                  * the object.
2964                  */
2965                 size += 2 * sizeof(struct track);
2966
2967         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2968                 /*
2969                  * Add some empty padding so that we can catch
2970                  * overwrites from earlier objects rather than let
2971                  * tracking information or the free pointer be
2972                  * corrupted if a user writes before the start
2973                  * of the object.
2974                  */
2975                 size += sizeof(void *);
2976 #endif
2977
2978         /*
2979          * Determine the alignment based on various parameters that the
2980          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2981          * on bootup.
2982          */
2983         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2984         s->align = align;
2985
2986         /*
2987          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2988          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2989          * each object to conform to the alignment.
2990          */
2991         size = ALIGN(size, align);
2992         s->size = size;
2993         if (forced_order >= 0)
2994                 order = forced_order;
2995         else
2996                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2997
2998         if (order < 0)
2999                 return 0;
3000
3001         s->allocflags = 0;
3002         if (order)
3003                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3004
3005         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3006                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3007
3008         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3009                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3010
3011         /*
3012          * Determine the number of objects per slab
3013          */
3014         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3015         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3016         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3017                 s->max = s->oo;
3018
3019         return !!oo_objects(s->oo);
3020
3021 }
3022
3023 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3024                 const char *name, size_t size,
3025                 size_t align, unsigned long flags,
3026                 void (*ctor)(void *))
3027 {
3028         memset(s, 0, kmem_size);
3029         s->name = name;
3030         s->ctor = ctor;
3031         s->objsize = size;
3032         s->align = align;
3033         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3034         s->reserved = 0;
3035
3036         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3037                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3038
3039         if (!calculate_sizes(s, -1))
3040                 goto error;
3041         if (disable_higher_order_debug) {
3042                 /*
3043                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3044                  * order increased.
3045                  */
3046                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3047                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3048                         s->offset = 0;
3049                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3050                                 goto error;
3051                 }
3052         }
3053
3054 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3055     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3056         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3057                 /* Enable fast mode */
3058                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3059 #endif
3060
3061         /*
3062          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3063          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3064          */
3065         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3066
3067         /*
3068          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3069          * per cpu partial lists of a processor.
3070          *
3071          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3072          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3073          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3074          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3075          *
3076          * This setting also determines
3077          *
3078          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3079          *    per node list when we reach the limit.
3080          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3081          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3082          *    to keep some capacity around for frees.
3083          */
3084         if (kmem_cache_debug(s))
3085                 s->cpu_partial = 0;
3086         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3087                 s->cpu_partial = 2;
3088         else if (s->size >= 1024)
3089                 s->cpu_partial = 6;
3090         else if (s->size >= 256)
3091                 s->cpu_partial = 13;
3092         else
3093                 s->cpu_partial = 30;
3094
3095         s->refcount = 1;
3096 #ifdef CONFIG_NUMA
3097         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3098 #endif
3099         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3100                 goto error;
3101
3102         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3103                 return 1;
3104
3105         free_kmem_cache_nodes(s);
3106 error:
3107         if (flags & SLAB_PANIC)
3108                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3109                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3110                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3111                         s->offset, flags);
3112         return 0;
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Determine the size of a slab object
3117  */
3118 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3119 {
3120         return s->objsize;
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3123
3124 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3125                                                         const char *text)
3126 {
3127 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3128         void *addr = page_address(page);
3129         void *p;
3130         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3131                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3132         if (!map)
3133                 return;
3134         slab_err(s, page, "%s", text);
3135         slab_lock(page);
3136
3137         get_map(s, page, map);
3138         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3139
3140                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3141                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3142                                                         p, p - addr);
3143                         print_tracking(s, p);
3144                 }
3145         }
3146         slab_unlock(page);
3147         kfree(map);
3148 #endif
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3153  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3154  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3155  */
3156 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3157 {
3158         struct page *page, *h;
3159
3160         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3161                 if (!page->inuse) {
3162                         remove_partial(n, page);
3163                         discard_slab(s, page);
3164                 } else {
3165                         list_slab_objects(s, page,
3166                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3167                 }
3168         }
3169 }
3170
3171 /*
3172  * Release all resources used by a slab cache.
3173  */
3174 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3175 {
3176         int node;
3177
3178         flush_all(s);
3179         free_percpu(s->cpu_slab);
3180         /* Attempt to free all objects */
3181         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3182                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3183
3184                 free_partial(s, n);
3185                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3186                         return 1;
3187         }
3188         free_kmem_cache_nodes(s);
3189         return 0;
3190 }
3191
3192 /*
3193  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3194  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3195  */
3196 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3197 {
3198         down_write(&slub_lock);
3199         s->refcount--;
3200         if (!s->refcount) {
3201                 list_del(&s->list);
3202                 up_write(&slub_lock);
3203                 if (kmem_cache_close(s)) {
3204                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3205                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3206                         dump_stack();
3207                 }
3208                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3209                         rcu_barrier();
3210                 sysfs_slab_remove(s);
3211         } else
3212                 up_write(&slub_lock);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3215
3216 /********************************************************************
3217  *              Kmalloc subsystem
3218  *******************************************************************/
3219
3220 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3221 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3222
3223 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3224
3225 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3226 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3227 #endif
3228
3229 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3230 {
3231         get_option(&str, &slub_min_order);
3232
3233         return 1;
3234 }
3235
3236 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3237
3238 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3239 {
3240         get_option(&str, &slub_max_order);
3241         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3242
3243         return 1;
3244 }
3245
3246 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3247
3248 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3249 {
3250         get_option(&str, &slub_min_objects);
3251
3252         return 1;
3253 }
3254
3255 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3256
3257 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3258 {
3259         slub_nomerge = 1;
3260         return 1;
3261 }
3262
3263 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3264
3265 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3266                                                 int size, unsigned int flags)
3267 {
3268         struct kmem_cache *s;
3269
3270         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3271
3272         /*
3273          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3274          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3275          */
3276         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3277                                                                 flags, NULL))
3278                 goto panic;
3279
3280         list_add(&s->list, &slab_caches);
3281         return s;
3282
3283 panic:
3284         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3285         return NULL;
3286 }
3287
3288 /*
3289  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3290  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3291  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3292  * fls.
3293  */
3294 static s8 size_index[24] = {
3295         3,      /* 8 */
3296         4,      /* 16 */
3297         5,      /* 24 */
3298         5,      /* 32 */
3299         6,      /* 40 */
3300         6,      /* 48 */
3301         6,      /* 56 */
3302         6,      /* 64 */
3303         1,      /* 72 */
3304         1,      /* 80 */
3305         1,      /* 88 */
3306         1,      /* 96 */
3307         7,      /* 104 */
3308         7,      /* 112 */
3309         7,      /* 120 */
3310         7,      /* 128 */
3311         2,      /* 136 */
3312         2,      /* 144 */
3313         2,      /* 152 */
3314         2,      /* 160 */
3315         2,      /* 168 */
3316         2,      /* 176 */
3317         2,      /* 184 */
3318         2       /* 192 */
3319 };
3320
3321 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3322 {
3323         return (bytes - 1) / 8;
3324 }
3325
3326 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3327 {
3328         int index;
3329
3330         if (size <= 192) {
3331                 if (!size)
3332                         return ZERO_SIZE_PTR;
3333
3334                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3335         } else
3336                 index = fls(size - 1);
3337
3338 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3339         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3340                 return kmalloc_dma_caches[index];
3341
3342 #endif
3343         return kmalloc_caches[index];
3344 }
3345
3346 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3347 {
3348         struct kmem_cache *s;
3349         void *ret;
3350
3351         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3352                 return kmalloc_large(size, flags);
3353
3354         s = get_slab(size, flags);
3355
3356         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3357                 return s;
3358
3359         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3360
3361         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3362
3363         return ret;
3364 }
3365 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3366
3367 #ifdef CONFIG_NUMA
3368 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3369 {
3370         struct page *page;
3371         void *ptr = NULL;
3372
3373         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3374         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3375         if (page)
3376                 ptr = page_address(page);
3377
3378         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3379         return ptr;
3380 }
3381
3382 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3383 {
3384         struct kmem_cache *s;
3385         void *ret;
3386
3387         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3388                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3389
3390                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3391                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3392                                    flags, node);
3393
3394                 return ret;
3395         }
3396
3397         s = get_slab(size, flags);
3398
3399         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3400                 return s;
3401
3402         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3403
3404         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3405
3406         return ret;
3407 }
3408 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3409 #endif
3410
3411 size_t ksize(const void *object)
3412 {
3413         struct page *page;
3414
3415         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3416                 return 0;
3417
3418         page = virt_to_head_page(object);
3419
3420         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3421                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3422                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3423         }
3424
3425         return slab_ksize(page->slab);
3426 }
3427 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3428
3429 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3430 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3431 {
3432         struct page *page;
3433         void *object = (void *)x;
3434         unsigned long flags;
3435         bool rv;
3436
3437         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3438                 return false;
3439
3440         local_irq_save(flags);
3441
3442         page = virt_to_head_page(x);
3443         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3444                 /* maybe it was from stack? */
3445                 rv = true;
3446                 goto out_unlock;
3447         }
3448
3449         slab_lock(page);
3450         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3451                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3452                 rv = false;
3453         } else {
3454                 rv = true;
3455         }
3456         slab_unlock(page);
3457
3458 out_unlock:
3459         local_irq_restore(flags);
3460         return rv;
3461 }
3462 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3463 #endif
3464
3465 void kfree(const void *x)
3466 {
3467         struct page *page;
3468         void *object = (void *)x;
3469
3470         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3471
3472         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3473                 return;
3474
3475         page = virt_to_head_page(x);
3476         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3477                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3478                 kmemleak_free(x);
3479                 put_page(page);
3480                 return;
3481         }
3482         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3483 }
3484 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3485
3486 /*
3487  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3488  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3489  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3490  * and thus they can be removed from the partial lists.
3491  *
3492  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3493  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3494  * are freed in them.
3495  */
3496 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3497 {
3498         int node;
3499         int i;
3500         struct kmem_cache_node *n;
3501         struct page *page;
3502         struct page *t;
3503         int objects = oo_objects(s->max);
3504         struct list_head *slabs_by_inuse =
3505                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3506         unsigned long flags;
3507
3508         if (!slabs_by_inuse)
3509                 return -ENOMEM;
3510
3511         flush_all(s);
3512         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3513                 n = get_node(s, node);
3514
3515                 if (!n->nr_partial)
3516                         continue;
3517
3518                 for (i = 0; i < objects; i++)
3519                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3520
3521                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3522
3523                 /*
3524                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3525                  *
3526                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3527                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3528                  */
3529                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3530                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3531                         if (!page->inuse)
3532                                 n->nr_partial--;
3533                 }
3534
3535                 /*
3536                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3537                  * first and the least used slabs at the end.
3538                  */
3539                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3540                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3541
3542                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3543
3544                 /* Release empty slabs */
3545                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3546                         discard_slab(s, page);
3547         }
3548
3549         kfree(slabs_by_inuse);
3550         return 0;
3551 }
3552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3553
3554 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3555 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3556 {
3557         struct kmem_cache *s;
3558
3559         down_read(&slub_lock);
3560         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3561                 kmem_cache_shrink(s);
3562         up_read(&slub_lock);
3563
3564         return 0;
3565 }
3566
3567 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3568 {
3569         struct kmem_cache_node *n;
3570         struct kmem_cache *s;
3571         struct memory_notify *marg = arg;
3572         int offline_node;
3573
3574         offline_node = marg->status_change_nid;
3575
3576         /*
3577          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3578          * for it yet.
3579          */
3580         if (offline_node < 0)
3581                 return;
3582
3583         down_read(&slub_lock);
3584         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3585                 n = get_node(s, offline_node);
3586                 if (n) {
3587                         /*
3588                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3589                          * that is going down. We were unable to free them,
3590                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3591                          * callback. So, we must fail.
3592                          */
3593                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3594
3595                         s->node[offline_node] = NULL;
3596                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3597                 }
3598         }
3599         up_read(&slub_lock);
3600 }
3601
3602 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3603 {
3604         struct kmem_cache_node *n;
3605         struct kmem_cache *s;
3606         struct memory_notify *marg = arg;
3607         int nid = marg->status_change_nid;
3608         int ret = 0;
3609
3610         /*
3611          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3612          * already created. Nothing to do.
3613          */
3614         if (nid < 0)
3615                 return 0;
3616
3617         /*
3618          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3619          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3620          * online.
3621          */
3622         down_read(&slub_lock);
3623         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3624                 /*
3625                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3626                  *      since memory is not yet available from the node that
3627                  *      is brought up.
3628                  */
3629                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3630                 if (!n) {
3631                         ret = -ENOMEM;
3632                         goto out;
3633                 }
3634                 init_kmem_cache_node(n, s);
3635                 s->node[nid] = n;
3636         }
3637 out:
3638         up_read(&slub_lock);
3639         return ret;
3640 }
3641
3642 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3643                                 unsigned long action, void *arg)
3644 {
3645         int ret = 0;
3646
3647         switch (action) {
3648         case MEM_GOING_ONLINE:
3649                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3650                 break;
3651         case MEM_GOING_OFFLINE:
3652                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3653                 break;
3654         case MEM_OFFLINE:
3655         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3656                 slab_mem_offline_callback(arg);
3657                 break;
3658         case MEM_ONLINE:
3659         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3660                 break;
3661         }
3662         if (ret)
3663                 ret = notifier_from_errno(ret);
3664         else
3665                 ret = NOTIFY_OK;
3666         return ret;
3667 }
3668
3669 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3670
3671 /********************************************************************
3672  *                      Basic setup of slabs
3673  *******************************************************************/
3674
3675 /*
3676  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3677  * the page allocator
3678  */
3679
3680 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3681 {
3682         int node;
3683
3684         list_add(&s->list, &slab_caches);
3685         s->refcount = -1;
3686
3687         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3688                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3689                 struct page *p;
3690
3691                 if (n) {
3692                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3693                                 p->slab = s;
3694
3695 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3696                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3697                                 p->slab = s;
3698 #endif
3699                 }
3700         }
3701 }
3702
3703 void __init kmem_cache_init(void)
3704 {
3705         int i;
3706         int caches = 0;
3707         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3708         int order;
3709         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3710         unsigned long kmalloc_size;
3711
3712         if (debug_guardpage_minorder())
3713                 slub_max_order = 0;
3714
3715         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3716                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3717
3718         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3719         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3720         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3721         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3722
3723         /*
3724          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3725          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3726          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3727          */
3728         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3729
3730         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3731                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3732                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3733
3734         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3735
3736         /* Able to allocate the per node structures */
3737         slab_state = PARTIAL;
3738
3739         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3740         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3741                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3742         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3743         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3744
3745         /*
3746          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3747          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3748          * update any list pointers.
3749          */
3750         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3751
3752         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3753         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3754
3755         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3756
3757         caches++;
3758         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3759         caches++;
3760         /* Free temporary boot structure */
3761         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3762
3763         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3764
3765         /*
3766          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3767          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3768          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3769          *
3770          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3771          * handle the index determination for the smaller caches.
3772          *
3773          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3774          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3775          */
3776         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3777                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3778
3779         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3780                 int elem = size_index_elem(i);
3781                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3782                         break;
3783                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3784         }
3785
3786         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3787                 /*
3788                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3789                  * is 64 byte.
3790                  */
3791                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3792                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3793         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3794                 /*
3795                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3796                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3797                  * instead.
3798                  */
3799                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3800                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3801         }
3802
3803         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3804         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3805                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3806                 caches++;
3807         }
3808
3809         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3810                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3811                 caches++;
3812         }
3813
3814         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3815                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3816                 caches++;
3817         }
3818
3819         slab_state = UP;
3820
3821         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3822         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3823                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3824                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3825         }
3826
3827         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3828                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3829                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3830         }
3831
3832         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3833                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3834
3835                 BUG_ON(!s);
3836                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3837         }
3838
3839 #ifdef CONFIG_SMP
3840         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3841 #endif
3842
3843 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3844         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3845                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3846
3847                 if (s && s->size) {
3848                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3849                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3850
3851                         BUG_ON(!name);
3852                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3853                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3854                 }
3855         }
3856 #endif
3857         printk(KERN_INFO
3858                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3859                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3860                 caches, cache_line_size(),
3861                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3862                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3863 }
3864
3865 void __init kmem_cache_init_late(void)
3866 {
3867 }
3868
3869 /*
3870  * Find a mergeable slab cache
3871  */
3872 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3873 {
3874         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3875                 return 1;
3876
3877         if (s->ctor)
3878                 return 1;
3879
3880         /*
3881          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3882          */
3883         if (s->refcount < 0)
3884                 return 1;
3885
3886         return 0;
3887 }
3888
3889 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3890                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3891                 void (*ctor)(void *))
3892 {
3893         struct kmem_cache *s;
3894
3895         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3896                 return NULL;
3897
3898         if (ctor)
3899                 return NULL;
3900
3901         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3902         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3903         size = ALIGN(size, align);
3904         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3905
3906         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3907                 if (slab_unmergeable(s))
3908                         continue;
3909
3910                 if (size > s->size)
3911                         continue;
3912
3913                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3914                                 continue;
3915                 /*
3916                  * Check if alignment is compatible.
3917                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3918                  */
3919                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3920                         continue;
3921
3922                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3923                         continue;
3924
3925                 return s;
3926         }
3927         return NULL;
3928 }
3929
3930 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3931                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3932 {
3933         struct kmem_cache *s;
3934         char *n;
3935
3936         if (WARN_ON(!name))
3937                 return NULL;
3938
3939         down_write(&slub_lock);
3940         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3941         if (s) {
3942                 s->refcount++;
3943                 /*
3944                  * Adjust the object sizes so that we clear
3945                  * the complete object on kzalloc.
3946                  */
3947                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3948                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3949
3950                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3951                         s->refcount--;
3952                         goto err;
3953                 }
3954                 up_write(&slub_lock);
3955                 return s;
3956         }
3957
3958         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3959         if (!n)
3960                 goto err;
3961
3962         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3963         if (s) {
3964                 if (kmem_cache_open(s, n,
3965                                 size, align, flags, ctor)) {
3966                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3967                         up_write(&slub_lock);
3968                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3969                                 down_write(&slub_lock);
3970                                 list_del(&s->list);
3971                                 kfree(n);
3972                                 kfree(s);
3973                                 goto err;
3974                         }
3975                         return s;
3976                 }
3977                 kfree(n);
3978                 kfree(s);
3979         }
3980 err:
3981         up_write(&slub_lock);
3982
3983         if (flags & SLAB_PANIC)
3984                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3985         else
3986                 s = NULL;
3987         return s;
3988 }
3989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3990
3991 #ifdef CONFIG_SMP
3992 /*
3993  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3994  * necessary.
3995  */
3996 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3997                 unsigned long action, void *hcpu)
3998 {
3999         long cpu = (long)hcpu;
4000         struct kmem_cache *s;
4001         unsigned long flags;
4002
4003         switch (action) {
4004         case CPU_UP_CANCELED:
4005         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4006         case CPU_DEAD:
4007         case CPU_DEAD_FROZEN:
4008                 down_read(&slub_lock);
4009                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4010                         local_irq_save(flags);
4011                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4012                         local_irq_restore(flags);
4013                 }
4014                 up_read(&slub_lock);
4015                 break;
4016         default:
4017                 break;
4018         }
4019         return NOTIFY_OK;
4020 }
4021
4022 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4023         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4024 };
4025
4026 #endif
4027
4028 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4029 {
4030         struct kmem_cache *s;
4031         void *ret;
4032
4033         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4034                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4035
4036         s = get_slab(size, gfpflags);
4037
4038         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4039                 return s;
4040
4041         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4042
4043         /* Honor the call site pointer we received. */
4044         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4045
4046         return ret;
4047 }
4048
4049 #ifdef CONFIG_NUMA
4050 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4051                                         int node, unsigned long caller)
4052 {
4053         struct kmem_cache *s;
4054         void *ret;
4055
4056         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4057                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4058
4059                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4060                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4061                                    gfpflags, node);
4062
4063                 return ret;
4064         }
4065
4066         s = get_slab(size, gfpflags);
4067
4068         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4069                 return s;
4070
4071         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4072
4073         /* Honor the call site pointer we received. */
4074         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4075
4076         return ret;
4077 }
4078 #endif
4079
4080 #ifdef CONFIG_SYSFS
4081 static int count_inuse(struct page *page)
4082 {
4083         return page->inuse;
4084 }
4085
4086 static int count_total(struct page *page)
4087 {
4088         return page->objects;
4089 }
4090 #endif
4091
4092 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4093 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4094                                                 unsigned long *map)
4095 {
4096         void *p;
4097         void *addr = page_address(page);
4098
4099         if (!check_slab(s, page) ||
4100                         !on_freelist(s, page, NULL))
4101                 return 0;
4102
4103         /* Now we know that a valid freelist exists */
4104         bitmap_zero(map, page->objects);
4105
4106         get_map(s, page, map);
4107         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4108                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4109                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4110                                 return 0;
4111         }
4112
4113         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4114                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4115                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4116                                 return 0;
4117         return 1;
4118 }
4119
4120 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4121                                                 unsigned long *map)
4122 {
4123         slab_lock(page);
4124         validate_slab(s, page, map);
4125         slab_unlock(page);
4126 }
4127
4128 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4129                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4130 {
4131         unsigned long count = 0;
4132         struct page *page;
4133         unsigned long flags;
4134
4135         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4136
4137         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4138                 validate_slab_slab(s, page, map);
4139                 count++;
4140         }
4141         if (count != n->nr_partial)
4142                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4143                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4144
4145         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4146                 goto out;
4147
4148         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4149                 validate_slab_slab(s, page, map);
4150                 count++;
4151         }
4152         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4153                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4154                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4155                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4156
4157 out:
4158         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4159         return count;
4160 }
4161
4162 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4163 {
4164         int node;
4165         unsigned long count = 0;
4166         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4167                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4168
4169         if (!map)
4170                 return -ENOMEM;
4171
4172         flush_all(s);
4173         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4174                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4175
4176                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4177         }
4178         kfree(map);
4179         return count;
4180 }
4181 /*
4182  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4183  * and freed.
4184  */
4185
4186 struct location {
4187         unsigned long count;
4188         unsigned long addr;
4189         long long sum_time;
4190         long min_time;
4191         long max_time;
4192         long min_pid;
4193         long max_pid;
4194         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4195         nodemask_t nodes;
4196 };
4197
4198 struct loc_track {
4199         unsigned long max;
4200         unsigned long count;
4201         struct location *loc;
4202 };
4203
4204 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4205 {
4206         if (t->max)
4207                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4208                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4209 }
4210
4211 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4212 {
4213         struct location *l;
4214         int order;
4215
4216         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4217
4218         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4219         if (!l)
4220                 return 0;
4221
4222         if (t->count) {
4223                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4224                 free_loc_track(t);
4225         }
4226         t->max = max;
4227         t->loc = l;
4228         return 1;
4229 }
4230
4231 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4232                                 const struct track *track)
4233 {
4234         long start, end, pos;
4235         struct location *l;
4236         unsigned long caddr;
4237         unsigned long age = jiffies - track->when;
4238
4239         start = -1;
4240         end = t->count;
4241
4242         for ( ; ; ) {
4243                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4244
4245                 /*
4246                  * There is nothing at "end". If we end up there
4247                  * we need to add something to before end.
4248                  */
4249                 if (pos == end)
4250                         break;
4251
4252                 caddr = t->loc[pos].addr;
4253                 if (track->addr == caddr) {
4254
4255                         l = &t->loc[pos];
4256                         l->count++;
4257                         if (track->when) {
4258                                 l->sum_time += age;
4259                                 if (age < l->min_time)
4260                                         l->min_time = age;
4261                                 if (age > l->max_time)
4262                                         l->max_time = age;
4263
4264                                 if (track->pid < l->min_pid)
4265                                         l->min_pid = track->pid;
4266                                 if (track->pid > l->max_pid)
4267                                         l->max_pid = track->pid;
4268
4269                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4270                                                 to_cpumask(l->cpus));
4271                         }
4272                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4273                         return 1;
4274                 }
4275
4276                 if (track->addr < caddr)
4277                         end = pos;
4278                 else
4279                         start = pos;
4280         }
4281
4282         /*
4283          * Not found. Insert new tracking element.
4284          */
4285         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4286                 return 0;
4287
4288         l = t->loc + pos;
4289         if (pos < t->count)
4290                 memmove(l + 1, l,
4291                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4292         t->count++;
4293         l->count = 1;
4294         l->addr = track->addr;
4295         l->sum_time = age;
4296         l->min_time = age;
4297         l->max_time = age;
4298         l->min_pid = track->pid;
4299         l->max_pid = track->pid;
4300         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4301         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4302         nodes_clear(l->nodes);
4303         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4304         return 1;
4305 }
4306
4307 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4308                 struct page *page, enum track_item alloc,
4309                 unsigned long *map)
4310 {
4311         void *addr = page_address(page);
4312         void *p;
4313
4314         bitmap_zero(map, page->objects);
4315         get_map(s, page, map);
4316
4317         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4318                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4319                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4320 }
4321
4322 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4323                                         enum track_item alloc)
4324 {
4325         int len = 0;
4326         unsigned long i;
4327         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4328         int node;
4329         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4330                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4331
4332         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4333                                      GFP_TEMPORARY)) {
4334                 kfree(map);
4335                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4336         }
4337         /* Push back cpu slabs */
4338         flush_all(s);
4339
4340         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4341                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4342                 unsigned long flags;
4343                 struct page *page;
4344
4345                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4346                         continue;
4347
4348                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4349                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4350                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4351                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4352                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4353                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4354         }
4355
4356         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4357                 struct location *l = &t.loc[i];
4358
4359                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4360                         break;
4361                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4362
4363                 if (l->addr)
4364                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4365                 else
4366                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4367
4368                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4369                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4370                                 l->min_time,
4371                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4372                                 l->max_time);
4373                 } else
4374                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4375                                 l->min_time);
4376
4377                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4378                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4379                                 l->min_pid, l->max_pid);
4380                 else
4381                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4382                                 l->min_pid);
4383
4384                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4385                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4386                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4387                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4388                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4389                                                  to_cpumask(l->cpus));
4390                 }
4391
4392                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4393                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4394                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4395                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4396                                         l->nodes);
4397                 }
4398
4399                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4400         }
4401
4402         free_loc_track(&t);
4403         kfree(map);
4404         if (!t.count)
4405                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4406         return len;
4407 }
4408 #endif
4409
4410 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4411 static void resiliency_test(void)
4412 {
4413         u8 *p;
4414
4415         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4416
4417         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4418         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4419         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4420
4421         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4422         p[16] = 0x12;
4423         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4424                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4425
4426         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4427
4428         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4429         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4430         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4431         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4432                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4433         printk(KERN_ERR
4434                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4435
4436         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4437         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4438         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4439         *p = 0x56;
4440         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4441                                                                         p);
4442         printk(KERN_ERR
4443                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4444         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4445
4446         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4447         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4448         kfree(p);
4449         *p = 0x78;
4450         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4451         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4452
4453         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4454         kfree(p);
4455         p[50] = 0x9a;
4456         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4457                         p);
4458         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4459
4460         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4461         kfree(p);
4462         p[512] = 0xab;
4463         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4464         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4465 }
4466 #else
4467 #ifdef CONFIG_SYSFS
4468 static void resiliency_test(void) {};
4469 #endif
4470 #endif
4471
4472 #ifdef CONFIG_SYSFS
4473 enum slab_stat_type {
4474         SL_ALL,                 /* All slabs */
4475         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4476         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4477         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4478         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4479 };
4480
4481 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4482 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4483 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4484 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4485 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4486
4487 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4488                             char *buf, unsigned long flags)
4489 {
4490         unsigned long total = 0;
4491         int node;
4492         int x;
4493         unsigned long *nodes;
4494         unsigned long *per_cpu;
4495
4496         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4497         if (!nodes)
4498                 return -ENOMEM;
4499         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4500
4501         if (flags & SO_CPU) {
4502                 int cpu;
4503
4504                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4505                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4506                         int node;
4507                         struct page *page;
4508
4509                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4510                         if (!page)
4511                                 continue;
4512
4513                         node = page_to_nid(page);
4514                         if (flags & SO_TOTAL)
4515                                 x = page->objects;
4516                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4517                                 x = page->inuse;
4518                         else
4519                                 x = 1;
4520
4521                         total += x;
4522                         nodes[node] += x;
4523
4524                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4525                         if (page) {
4526                                 x = page->pobjects;
4527                                 total += x;
4528                                 nodes[node] += x;
4529                         }
4530
4531                         per_cpu[node]++;
4532                 }
4533         }
4534
4535         lock_memory_hotplug();
4536 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4537         if (flags & SO_ALL) {
4538                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4539                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4540
4541                 if (flags & SO_TOTAL)
4542                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4543                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4544                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4545                                 count_partial(n, count_free);
4546
4547                         else
4548                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4549                         total += x;
4550                         nodes[node] += x;
4551                 }
4552
4553         } else
4554 #endif
4555         if (flags & SO_PARTIAL) {
4556                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4557                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4558
4559                         if (flags & SO_TOTAL)
4560                                 x = count_partial(n, count_total);
4561                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4562                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4563                         else
4564                                 x = n->nr_partial;
4565                         total += x;
4566                         nodes[node] += x;
4567                 }
4568         }
4569         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4570 #ifdef CONFIG_NUMA
4571         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4572                 if (nodes[node])
4573                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4574                                         node, nodes[node]);
4575 #endif
4576         unlock_memory_hotplug();
4577         kfree(nodes);
4578         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4579 }
4580
4581 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4582 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4583 {
4584         int node;
4585
4586         for_each_online_node(node) {
4587                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4588
4589                 if (!n)
4590                         continue;
4591
4592                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4593                         return 1;
4594         }
4595         return 0;
4596 }
4597 #endif
4598
4599 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4600 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4601
4602 struct slab_attribute {
4603         struct attribute attr;
4604         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4605         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4606 };
4607
4608 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4609         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4610         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4611
4612 #define SLAB_ATTR(_name) \
4613         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4614         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4615
4616 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4617 {
4618         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4619 }
4620 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4621
4622 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4623 {
4624         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4625 }
4626 SLAB_ATTR_RO(align);
4627
4628 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4629 {
4630         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4631 }
4632 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4633
4634 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4635 {
4636         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4637 }
4638 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4639
4640 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4641                                 const char *buf, size_t length)
4642 {
4643         unsigned long order;
4644         int err;
4645
4646         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4647         if (err)
4648                 return err;
4649
4650         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4651                 return -EINVAL;
4652
4653         calculate_sizes(s, order);
4654         return length;
4655 }
4656
4657 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4658 {
4659         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4660 }
4661 SLAB_ATTR(order);
4662
4663 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4664 {
4665         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4666 }
4667
4668 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4669                                  size_t length)
4670 {
4671         unsigned long min;
4672         int err;
4673
4674         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4675         if (err)
4676                 return err;
4677
4678         set_min_partial(s, min);
4679         return length;
4680 }
4681 SLAB_ATTR(min_partial);
4682
4683 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4684 {
4685         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4686 }
4687
4688 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4689                                  size_t length)
4690 {
4691         unsigned long objects;
4692         int err;
4693
4694         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4695         if (err)
4696                 return err;
4697         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4698                 return -EINVAL;
4699
4700         s->cpu_partial = objects;
4701         flush_all(s);
4702         return length;
4703 }
4704 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4705
4706 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4707 {
4708         if (!s->ctor)
4709                 return 0;
4710         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4711 }
4712 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4713
4714 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4715 {
4716         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4717 }
4718 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4719
4720 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4721 {
4722         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4723 }
4724 SLAB_ATTR_RO(partial);
4725
4726 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4727 {
4728         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4729 }
4730 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4731
4732 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4733 {
4734         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4735 }
4736 SLAB_ATTR_RO(objects);
4737
4738 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4739 {
4740         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4741 }
4742 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4743
4744 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4745 {
4746         int objects = 0;
4747         int pages = 0;
4748         int cpu;
4749         int len;
4750
4751         for_each_online_cpu(cpu) {
4752                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4753
4754                 if (page) {
4755                         pages += page->pages;
4756                         objects += page->pobjects;
4757                 }
4758         }
4759
4760         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4761
4762 #ifdef CONFIG_SMP
4763         for_each_online_cpu(cpu) {
4764                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4765
4766                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4767                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4768                                 page->pobjects, page->pages);
4769         }
4770 #endif
4771         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4772 }
4773 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4774
4775 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4776 {
4777         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4778 }
4779
4780 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4781                                 const char *buf, size_t length)
4782 {
4783         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4784         if (buf[0] == '1')
4785                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4786         return length;
4787 }
4788 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4789
4790 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4791 {
4792         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4793 }
4794 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4795
4796 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4797 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4798 {
4799         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4800 }
4801 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4802 #endif
4803
4804 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4805 {
4806         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4807 }
4808 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4809
4810 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4811 {
4812         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4813 }
4814 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4815
4816 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4817 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4818 {
4819         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4820 }
4821 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4822
4823 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4824 {
4825         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4826 }
4827 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4828
4829 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4830 {
4831         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4832 }
4833
4834 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4835                                 const char *buf, size_t length)
4836 {
4837         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4838         if (buf[0] == '1') {
4839                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4840                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4841         }
4842         return length;
4843 }
4844 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4845
4846 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4847 {
4848         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4849 }
4850
4851 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4852                                                         size_t length)
4853 {
4854         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4855         if (buf[0] == '1') {
4856                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4857                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4858         }
4859         return length;
4860 }
4861 SLAB_ATTR(trace);
4862
4863 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4864 {
4865         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4866 }
4867
4868 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4869                                 const char *buf, size_t length)
4870 {
4871         if (any_slab_objects(s))
4872                 return -EBUSY;
4873
4874         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4875         if (buf[0] == '1') {
4876                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4877                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4878         }
4879         calculate_sizes(s, -1);
4880         return length;
4881 }
4882 SLAB_ATTR(red_zone);
4883
4884 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4885 {
4886         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4887 }
4888
4889 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4890                                 const char *buf, size_t length)
4891 {
4892         if (any_slab_objects(s))
4893                 return -EBUSY;
4894
4895         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4896         if (buf[0] == '1') {
4897                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4898                 s->flags |= SLAB_POISON;
4899         }
4900         calculate_sizes(s, -1);
4901         return length;
4902 }
4903 SLAB_ATTR(poison);
4904
4905 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4906 {
4907         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4908 }
4909
4910 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4911                                 const char *buf, size_t length)
4912 {
4913         if (any_slab_objects(s))
4914                 return -EBUSY;
4915
4916         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4917         if (buf[0] == '1') {
4918                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4919                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4920         }
4921         calculate_sizes(s, -1);
4922         return length;
4923 }
4924 SLAB_ATTR(store_user);
4925
4926 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4927 {
4928         return 0;
4929 }
4930
4931 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4932                         const char *buf, size_t length)
4933 {
4934         int ret = -EINVAL;
4935
4936         if (buf[0] == '1') {
4937                 ret = validate_slab_cache(s);
4938                 if (ret >= 0)
4939                         ret = length;
4940         }
4941         return ret;
4942 }
4943 SLAB_ATTR(validate);
4944
4945 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4946 {
4947         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4948                 return -ENOSYS;
4949         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4950 }
4951 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4952
4953 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4954 {
4955         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4956                 return -ENOSYS;
4957         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4958 }
4959 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4960 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4961
4962 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4963 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4966 }
4967
4968 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4969                                                         size_t length)
4970 {
4971         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4972         if (buf[0] == '1')
4973                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4974         return length;
4975 }
4976 SLAB_ATTR(failslab);
4977 #endif
4978
4979 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4980 {
4981         return 0;
4982 }
4983
4984 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4985                         const char *buf, size_t length)
4986 {
4987         if (buf[0] == '1') {
4988                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4989
4990                 if (rc)
4991                         return rc;
4992         } else
4993                 return -EINVAL;
4994         return length;
4995 }
4996 SLAB_ATTR(shrink);
4997
4998 #ifdef CONFIG_NUMA
4999 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5000 {
5001         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5002 }
5003
5004 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5005                                 const char *buf, size_t length)
5006 {
5007         unsigned long ratio;
5008         int err;
5009
5010         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5011         if (err)
5012                 return err;
5013
5014         if (ratio <= 100)
5015                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5016
5017         return length;
5018 }
5019 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5020 #endif
5021
5022 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5023 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5024 {
5025         unsigned long sum  = 0;
5026         int cpu;
5027         int len;
5028         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5029
5030         if (!data)
5031                 return -ENOMEM;
5032
5033         for_each_online_cpu(cpu) {
5034                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5035
5036                 data[cpu] = x;
5037                 sum += x;
5038         }
5039
5040         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5041
5042 #ifdef CONFIG_SMP
5043         for_each_online_cpu(cpu) {
5044                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5045                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5046         }
5047 #endif
5048         kfree(data);
5049         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5050 }
5051
5052 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5053 {
5054         int cpu;
5055
5056         for_each_online_cpu(cpu)
5057                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5058 }
5059
5060 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5061 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5062 {                                                               \
5063         return show_stat(s, buf, si);                           \
5064 }                                                               \
5065 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5066                                 const char *buf, size_t length) \
5067 {                                                               \
5068         if (buf[0] != '0')                                      \
5069                 return -EINVAL;                                 \
5070         clear_stat(s, si);                                      \
5071         return length;                                          \
5072 }                                                               \
5073 SLAB_ATTR(text);                                                \
5074
5075 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5076 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5077 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5078 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5079 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5080 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5081 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5082 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5083 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5084 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5085 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5086 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5087 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5088 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5089 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5090 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5091 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5092 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5093 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5094 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5095 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5096 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5097 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5098 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5099 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5100 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5101 #endif
5102
5103 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5104         &slab_size_attr.attr,
5105         &object_size_attr.attr,
5106         &objs_per_slab_attr.attr,
5107         &order_attr.attr,
5108         &min_partial_attr.attr,
5109         &cpu_partial_attr.attr,
5110         &objects_attr.attr,
5111         &objects_partial_attr.attr,
5112         &partial_attr.attr,
5113         &cpu_slabs_attr.attr,
5114         &ctor_attr.attr,
5115         &aliases_attr.attr,
5116         &align_attr.attr,
5117         &hwcache_align_attr.attr,
5118         &reclaim_account_attr.attr,
5119         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5120         &shrink_attr.attr,
5121         &reserved_attr.attr,
5122         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5123 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5124         &total_objects_attr.attr,
5125         &slabs_attr.attr,
5126         &sanity_checks_attr.attr,
5127         &trace_attr.attr,
5128         &red_zone_attr.attr,
5129         &poison_attr.attr,
5130         &store_user_attr.attr,
5131         &validate_attr.attr,
5132         &alloc_calls_attr.attr,
5133         &free_calls_attr.attr,
5134 #endif
5135 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5136         &cache_dma_attr.attr,
5137 #endif
5138 #ifdef CONFIG_NUMA
5139         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5140 #endif
5141 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5142         &alloc_fastpath_attr.attr,
5143         &alloc_slowpath_attr.attr,
5144         &free_fastpath_attr.attr,
5145         &free_slowpath_attr.attr,
5146         &free_frozen_attr.attr,
5147         &free_add_partial_attr.attr,
5148         &free_remove_partial_attr.attr,
5149         &alloc_from_partial_attr.attr,
5150         &alloc_slab_attr.attr,
5151         &alloc_refill_attr.attr,
5152         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5153         &free_slab_attr.attr,
5154         &cpuslab_flush_attr.attr,
5155         &deactivate_full_attr.attr,
5156         &deactivate_empty_attr.attr,
5157         &deactivate_to_head_attr.attr,
5158         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5159         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5160         &deactivate_bypass_attr.attr,
5161         &order_fallback_attr.attr,
5162         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5163         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5164         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5165         &cpu_partial_free_attr.attr,
5166         &cpu_partial_node_attr.attr,
5167         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5168 #endif
5169 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5170         &failslab_attr.attr,
5171 #endif
5172
5173         NULL
5174 };
5175
5176 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5177         .attrs = slab_attrs,
5178 };
5179
5180 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5181                                 struct attribute *attr,
5182                                 char *buf)
5183 {
5184         struct slab_attribute *attribute;
5185         struct kmem_cache *s;
5186         int err;
5187
5188         attribute = to_slab_attr(attr);
5189         s = to_slab(kobj);
5190
5191         if (!attribute->show)
5192                 return -EIO;
5193
5194         err = attribute->show(s, buf);
5195
5196         return err;
5197 }
5198
5199 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5200                                 struct attribute *attr,
5201                                 const char *buf, size_t len)
5202 {
5203         struct slab_attribute *attribute;
5204         struct kmem_cache *s;
5205         int err;
5206
5207         attribute = to_slab_attr(attr);
5208         s = to_slab(kobj);
5209
5210         if (!attribute->store)
5211                 return -EIO;
5212
5213         err = attribute->store(s, buf, len);
5214
5215         return err;
5216 }
5217
5218 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5219 {
5220         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5221
5222         kfree(s->name);
5223         kfree(s);
5224 }
5225
5226 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5227         .show = slab_attr_show,
5228         .store = slab_attr_store,
5229 };
5230
5231 static struct kobj_type slab_ktype = {
5232         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5233         .release = kmem_cache_release
5234 };
5235
5236 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5237 {
5238         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5239
5240         if (ktype == &slab_ktype)
5241                 return 1;
5242         return 0;
5243 }
5244
5245 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5246         .filter = uevent_filter,
5247 };
5248
5249 static struct kset *slab_kset;
5250
5251 #define ID_STR_LENGTH 64
5252
5253 /* Create a unique string id for a slab cache:
5254  *
5255  * Format       :[flags-]size
5256  */
5257 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5258 {
5259         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5260         char *p = name;
5261
5262         BUG_ON(!name);
5263
5264         *p++ = ':';
5265         /*
5266          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5267          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5268          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5269          * are matched during merging to guarantee that the id is
5270          * unique.
5271          */
5272         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5273                 *p++ = 'd';
5274         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5275                 *p++ = 'a';
5276         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5277                 *p++ = 'F';
5278         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5279                 *p++ = 't';
5280         if (p != name + 1)
5281                 *p++ = '-';
5282         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5283         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5284         return name;
5285 }
5286
5287 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5288 {
5289         int err;
5290         const char *name;
5291         int unmergeable;
5292
5293         if (slab_state < SYSFS)
5294                 /* Defer until later */
5295                 return 0;
5296
5297         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5298         if (unmergeable) {
5299                 /*
5300                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5301                  * This is typically the case for debug situations. In that
5302                  * case we can catch duplicate names easily.
5303                  */
5304                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5305                 name = s->name;
5306         } else {
5307                 /*
5308                  * Create a unique name for the slab as a target
5309                  * for the symlinks.
5310                  */
5311                 name = create_unique_id(s);
5312         }
5313
5314         s->kobj.kset = slab_kset;
5315         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5316         if (err) {
5317                 kobject_put(&s->kobj);
5318                 return err;
5319         }
5320
5321         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5322         if (err) {
5323                 kobject_del(&s->kobj);
5324                 kobject_put(&s->kobj);
5325                 return err;
5326         }
5327         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5328         if (!unmergeable) {
5329                 /* Setup first alias */
5330                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5331                 kfree(name);
5332         }
5333         return 0;
5334 }
5335
5336 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5337 {
5338         if (slab_state < SYSFS)
5339                 /*
5340                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5341                  * cache from sysfs.
5342                  */
5343                 return;
5344
5345         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5346         kobject_del(&s->kobj);
5347         kobject_put(&s->kobj);
5348 }
5349
5350 /*
5351  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5352  * available lest we lose that information.
5353  */
5354 struct saved_alias {
5355         struct kmem_cache *s;
5356         const char *name;
5357         struct saved_alias *next;
5358 };
5359
5360 static struct saved_alias *alias_list;
5361
5362 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5363 {
5364         struct saved_alias *al;
5365
5366         if (slab_state == SYSFS) {
5367                 /*
5368                  * If we have a leftover link then remove it.
5369                  */
5370                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5371                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5372         }
5373
5374         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5375         if (!al)
5376                 return -ENOMEM;
5377
5378         al->s = s;
5379         al->name = name;
5380         al->next = alias_list;
5381         alias_list = al;
5382         return 0;
5383 }
5384
5385 static int __init slab_sysfs_init(void)
5386 {
5387         struct kmem_cache *s;
5388         int err;
5389
5390         down_write(&slub_lock);
5391
5392         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5393         if (!slab_kset) {
5394                 up_write(&slub_lock);
5395                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5396                 return -ENOSYS;
5397         }
5398
5399         slab_state = SYSFS;
5400
5401         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5402                 err = sysfs_slab_add(s);
5403                 if (err)
5404                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5405                                                 " to sysfs\n", s->name);
5406         }
5407
5408         while (alias_list) {
5409                 struct saved_alias *al = alias_list;
5410
5411                 alias_list = alias_list->next;
5412                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5413                 if (err)
5414                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5415                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5416                 kfree(al);
5417         }
5418
5419         up_write(&slub_lock);
5420         resiliency_test();
5421         return 0;
5422 }
5423
5424 __initcall(slab_sysfs_init);
5425 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5426
5427 /*
5428  * The /proc/slabinfo ABI
5429  */
5430 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5431 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5432 {
5433         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5434         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5435                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5436         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5437         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5438         seq_putc(m, '\n');
5439 }
5440
5441 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5442 {
5443         loff_t n = *pos;
5444
5445         down_read(&slub_lock);
5446         if (!n)
5447                 print_slabinfo_header(m);
5448
5449         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5450 }
5451
5452 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5453 {
5454         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5455 }
5456
5457 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5458 {
5459         up_read(&slub_lock);
5460 }
5461
5462 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5463 {
5464         unsigned long nr_partials = 0;
5465         unsigned long nr_slabs = 0;
5466         unsigned long nr_inuse = 0;
5467         unsigned long nr_objs = 0;
5468         unsigned long nr_free = 0;
5469         struct kmem_cache *s;
5470         int node;
5471
5472         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5473
5474         for_each_online_node(node) {
5475                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5476
5477                 if (!n)
5478                         continue;
5479
5480                 nr_partials += n->nr_partial;
5481                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5482                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5483                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5484         }
5485
5486         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5487
5488         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5489                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5490                    (1 << oo_order(s->oo)));
5491         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5492         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5493                    0UL);
5494         seq_putc(m, '\n');
5495         return 0;
5496 }
5497
5498 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5499         .start = s_start,
5500         .next = s_next,
5501         .stop = s_stop,
5502         .show = s_show,
5503 };
5504
5505 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5506 {
5507         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5508 }
5509
5510 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5511         .open           = slabinfo_open,
5512         .read           = seq_read,
5513         .llseek         = seq_lseek,
5514         .release        = seq_release,
5515 };
5516
5517 static int __init slab_proc_init(void)
5518 {
5519         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5520         return 0;
5521 }
5522 module_init(slab_proc_init);
5523 #endif /* CONFIG_SLABINFO */