bc7a8af24f168d950465f87f30c8ae25a143f546
[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
33 #include <trace/events/kmem.h>
34
35 /*
36  * Lock order:
37  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
38  *   2. node->list_lock
39  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
40  *
41  *   slub_lock
42  *
43  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
44  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
45  *
46  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
47  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
48  *   double word in the page struct. Meaning
49  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
50  *      B. page->counters       -> Counters of objects
51  *      C. page->frozen         -> frozen state
52  *
53  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
54  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
55  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
56  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
57  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
58  *
59  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
60  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
61  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
62  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
63  *   modified without taking the list lock).
64  *
65  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
66  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
67  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
68  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
69  *   the list lock.
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /* Enable to log cmpxchg failures */
135 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
136
137 /*
138  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
139  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
140  */
141 #define MIN_PARTIAL 5
142
143 /*
144  * Maximum number of desirable partial slabs.
145  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
146  * sort the partial list by the number of objects in the.
147  */
148 #define MAX_PARTIAL 10
149
150 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
151                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
152
153 /*
154  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
155  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
156  * metadata.
157  */
158 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
159
160 /*
161  * Set of flags that will prevent slab merging
162  */
163 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
164                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
165                 SLAB_FAILSLAB)
166
167 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
168                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
169
170 #define OO_SHIFT        16
171 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
172 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
173
174 /* Internal SLUB flags */
175 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
176 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
177
178 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
179
180 #ifdef CONFIG_SMP
181 static struct notifier_block slab_notifier;
182 #endif
183
184 static enum {
185         DOWN,           /* No slab functionality available */
186         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
187         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
188         SYSFS           /* Sysfs up */
189 } slab_state = DOWN;
190
191 /* A list of all slab caches on the system */
192 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
193 static LIST_HEAD(slab_caches);
194
195 /*
196  * Tracking user of a slab.
197  */
198 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
199 struct track {
200         unsigned long addr;     /* Called from address */
201 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
202         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
203 #endif
204         int cpu;                /* Was running on cpu */
205         int pid;                /* Pid context */
206         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
207 };
208
209 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
210
211 #ifdef CONFIG_SYSFS
212 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
213 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
214 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
215
216 #else
217 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
218 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
219                                                         { return 0; }
220 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
221 {
222         kfree(s->name);
223         kfree(s);
224 }
225
226 #endif
227
228 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
229 {
230 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
231         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
232 #endif
233 }
234
235 /********************************************************************
236  *                      Core slab cache functions
237  *******************************************************************/
238
239 int slab_is_available(void)
240 {
241         return slab_state >= UP;
242 }
243
244 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
245 {
246         return s->node[node];
247 }
248
249 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
250 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
251                                 struct page *page, const void *object)
252 {
253         void *base;
254
255         if (!object)
256                 return 1;
257
258         base = page_address(page);
259         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
260                 (object - base) % s->size) {
261                 return 0;
262         }
263
264         return 1;
265 }
266
267 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
268 {
269         return *(void **)(object + s->offset);
270 }
271
272 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         prefetch(object + s->offset);
275 }
276
277 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
278 {
279         void *p;
280
281 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
282         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
283 #else
284         p = get_freepointer(s, object);
285 #endif
286         return p;
287 }
288
289 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
290 {
291         *(void **)(object + s->offset) = fp;
292 }
293
294 /* Loop over all objects in a slab */
295 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
296         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
297                         __p += (__s)->size)
298
299 /* Determine object index from a given position */
300 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
301 {
302         return (p - addr) / s->size;
303 }
304
305 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
306 {
307 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
308         /*
309          * Debugging requires use of the padding between object
310          * and whatever may come after it.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
313                 return s->objsize;
314
315 #endif
316         /*
317          * If we have the need to store the freelist pointer
318          * back there or track user information then we can
319          * only use the space before that information.
320          */
321         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
322                 return s->inuse;
323         /*
324          * Else we can use all the padding etc for the allocation
325          */
326         return s->size;
327 }
328
329 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
330 {
331         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
332 }
333
334 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
335                 unsigned long size, int reserved)
336 {
337         struct kmem_cache_order_objects x = {
338                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
339         };
340
341         return x;
342 }
343
344 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
345 {
346         return x.x >> OO_SHIFT;
347 }
348
349 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
350 {
351         return x.x & OO_MASK;
352 }
353
354 /*
355  * Per slab locking using the pagelock
356  */
357 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
358 {
359         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
360 }
361
362 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
363 {
364         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
365 }
366
367 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
368 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
369                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
370                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
371                 const char *n)
372 {
373         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
374 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
375     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
376         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
377                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
378                         freelist_old, counters_old,
379                         freelist_new, counters_new))
380                 return 1;
381         } else
382 #endif
383         {
384                 slab_lock(page);
385                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
386                         page->freelist = freelist_new;
387                         page->counters = counters_new;
388                         slab_unlock(page);
389                         return 1;
390                 }
391                 slab_unlock(page);
392         }
393
394         cpu_relax();
395         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
396
397 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
398         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
399 #endif
400
401         return 0;
402 }
403
404 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
405                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
406                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
407                 const char *n)
408 {
409 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
410     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
411         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
412                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
413                         freelist_old, counters_old,
414                         freelist_new, counters_new))
415                 return 1;
416         } else
417 #endif
418         {
419                 unsigned long flags;
420
421                 local_irq_save(flags);
422                 slab_lock(page);
423                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
424                         page->freelist = freelist_new;
425                         page->counters = counters_new;
426                         slab_unlock(page);
427                         local_irq_restore(flags);
428                         return 1;
429                 }
430                 slab_unlock(page);
431                 local_irq_restore(flags);
432         }
433
434         cpu_relax();
435         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
436
437 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
438         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
439 #endif
440
441         return 0;
442 }
443
444 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
445 /*
446  * Determine a map of object in use on a page.
447  *
448  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
449  * not vanish from under us.
450  */
451 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
452 {
453         void *p;
454         void *addr = page_address(page);
455
456         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
457                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
458 }
459
460 /*
461  * Debug settings:
462  */
463 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
464 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
465 #else
466 static int slub_debug;
467 #endif
468
469 static char *slub_debug_slabs;
470 static int disable_higher_order_debug;
471
472 /*
473  * Object debugging
474  */
475 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
476 {
477         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
478                         length, 1);
479 }
480
481 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
482         enum track_item alloc)
483 {
484         struct track *p;
485
486         if (s->offset)
487                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
488         else
489                 p = object + s->inuse;
490
491         return p + alloc;
492 }
493
494 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
495                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
496 {
497         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
498
499         if (addr) {
500 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
501                 struct stack_trace trace;
502                 int i;
503
504                 trace.nr_entries = 0;
505                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
506                 trace.entries = p->addrs;
507                 trace.skip = 3;
508                 save_stack_trace(&trace);
509
510                 /* See rant in lockdep.c */
511                 if (trace.nr_entries != 0 &&
512                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
513                         trace.nr_entries--;
514
515                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
516                         p->addrs[i] = 0;
517 #endif
518                 p->addr = addr;
519                 p->cpu = smp_processor_id();
520                 p->pid = current->pid;
521                 p->when = jiffies;
522         } else
523                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
524 }
525
526 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
527 {
528         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
529                 return;
530
531         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
532         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
533 }
534
535 static void print_track(const char *s, struct track *t)
536 {
537         if (!t->addr)
538                 return;
539
540         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
541                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
542 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
543         {
544                 int i;
545                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
546                         if (t->addrs[i])
547                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
548                         else
549                                 break;
550         }
551 #endif
552 }
553
554 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
555 {
556         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
557                 return;
558
559         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
560         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
561 }
562
563 static void print_page_info(struct page *page)
564 {
565         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
566                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
567
568 }
569
570 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
571 {
572         va_list args;
573         char buf[100];
574
575         va_start(args, fmt);
576         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
577         va_end(args);
578         printk(KERN_ERR "========================================"
579                         "=====================================\n");
580         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
581         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
582                         "-------------------------------------\n\n");
583 }
584
585 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
586 {
587         va_list args;
588         char buf[100];
589
590         va_start(args, fmt);
591         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
592         va_end(args);
593         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
594 }
595
596 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
597 {
598         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
599         u8 *addr = page_address(page);
600
601         print_tracking(s, p);
602
603         print_page_info(page);
604
605         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
606                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
607
608         if (p > addr + 16)
609                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
610
611         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
612                                 PAGE_SIZE));
613         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
614                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
615                         s->inuse - s->objsize);
616
617         if (s->offset)
618                 off = s->offset + sizeof(void *);
619         else
620                 off = s->inuse;
621
622         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
623                 off += 2 * sizeof(struct track);
624
625         if (off != s->size)
626                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
627                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
628
629         dump_stack();
630 }
631
632 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
633                         u8 *object, char *reason)
634 {
635         slab_bug(s, "%s", reason);
636         print_trailer(s, page, object);
637 }
638
639 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
640 {
641         va_list args;
642         char buf[100];
643
644         va_start(args, fmt);
645         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
646         va_end(args);
647         slab_bug(s, "%s", buf);
648         print_page_info(page);
649         dump_stack();
650 }
651
652 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
653 {
654         u8 *p = object;
655
656         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
657                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
658                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
659         }
660
661         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
662                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
663 }
664
665 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
666                                                 void *from, void *to)
667 {
668         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
669         memset(from, data, to - from);
670 }
671
672 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
673                         u8 *object, char *what,
674                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
675 {
676         u8 *fault;
677         u8 *end;
678
679         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
680         if (!fault)
681                 return 1;
682
683         end = start + bytes;
684         while (end > fault && end[-1] == value)
685                 end--;
686
687         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
688         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
689                                         fault, end - 1, fault[0], value);
690         print_trailer(s, page, object);
691
692         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
693         return 0;
694 }
695
696 /*
697  * Object layout:
698  *
699  * object address
700  *      Bytes of the object to be managed.
701  *      If the freepointer may overlay the object then the free
702  *      pointer is the first word of the object.
703  *
704  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
705  *      0xa5 (POISON_END)
706  *
707  * object + s->objsize
708  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
709  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
710  *      objsize == inuse.
711  *
712  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
713  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
714  *
715  * object + s->inuse
716  *      Meta data starts here.
717  *
718  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
719  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
720  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
721  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
722  *              before the word boundary.
723  *
724  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
725  *
726  * object + s->size
727  *      Nothing is used beyond s->size.
728  *
729  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
730  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
731  * may be used with merged slabcaches.
732  */
733
734 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
735 {
736         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
737
738         if (s->offset)
739                 /* Freepointer is placed after the object. */
740                 off += sizeof(void *);
741
742         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
743                 /* We also have user information there */
744                 off += 2 * sizeof(struct track);
745
746         if (s->size == off)
747                 return 1;
748
749         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
750                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
751 }
752
753 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
754 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
755 {
756         u8 *start;
757         u8 *fault;
758         u8 *end;
759         int length;
760         int remainder;
761
762         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
763                 return 1;
764
765         start = page_address(page);
766         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
767         end = start + length;
768         remainder = length % s->size;
769         if (!remainder)
770                 return 1;
771
772         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
773         if (!fault)
774                 return 1;
775         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
776                 end--;
777
778         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
779         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
780
781         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
782         return 0;
783 }
784
785 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
786                                         void *object, u8 val)
787 {
788         u8 *p = object;
789         u8 *endobject = object + s->objsize;
790
791         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
792                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
793                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
794                         return 0;
795         } else {
796                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
797                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
798                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
799                 }
800         }
801
802         if (s->flags & SLAB_POISON) {
803                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
804                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
805                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
806                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
807                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
808                         return 0;
809                 /*
810                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
811                  */
812                 check_pad_bytes(s, page, p);
813         }
814
815         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
816                 /*
817                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
818                  * freepointer while object is allocated.
819                  */
820                 return 1;
821
822         /* Check free pointer validity */
823         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
824                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
825                 /*
826                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
827                  * of the free objects in this slab. May cause
828                  * another error because the object count is now wrong.
829                  */
830                 set_freepointer(s, p, NULL);
831                 return 0;
832         }
833         return 1;
834 }
835
836 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
837 {
838         int maxobj;
839
840         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
841
842         if (!PageSlab(page)) {
843                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
844                 return 0;
845         }
846
847         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
848         if (page->objects > maxobj) {
849                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
850                         s->name, page->objects, maxobj);
851                 return 0;
852         }
853         if (page->inuse > page->objects) {
854                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
855                         s->name, page->inuse, page->objects);
856                 return 0;
857         }
858         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
859         slab_pad_check(s, page);
860         return 1;
861 }
862
863 /*
864  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
865  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
866  */
867 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
868 {
869         int nr = 0;
870         void *fp;
871         void *object = NULL;
872         unsigned long max_objects;
873
874         fp = page->freelist;
875         while (fp && nr <= page->objects) {
876                 if (fp == search)
877                         return 1;
878                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
879                         if (object) {
880                                 object_err(s, page, object,
881                                         "Freechain corrupt");
882                                 set_freepointer(s, object, NULL);
883                                 break;
884                         } else {
885                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
886                                 page->freelist = NULL;
887                                 page->inuse = page->objects;
888                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
889                                 return 0;
890                         }
891                         break;
892                 }
893                 object = fp;
894                 fp = get_freepointer(s, object);
895                 nr++;
896         }
897
898         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
899         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
900                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
901
902         if (page->objects != max_objects) {
903                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
904                         "should be %d", page->objects, max_objects);
905                 page->objects = max_objects;
906                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
907         }
908         if (page->inuse != page->objects - nr) {
909                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
910                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
911                 page->inuse = page->objects - nr;
912                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
913         }
914         return search == NULL;
915 }
916
917 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
918                                                                 int alloc)
919 {
920         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
921                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
922                         s->name,
923                         alloc ? "alloc" : "free",
924                         object, page->inuse,
925                         page->freelist);
926
927                 if (!alloc)
928                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
929
930                 dump_stack();
931         }
932 }
933
934 /*
935  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
936  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
937  */
938 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
939 {
940         flags &= gfp_allowed_mask;
941         lockdep_trace_alloc(flags);
942         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
943
944         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
945 }
946
947 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
948 {
949         flags &= gfp_allowed_mask;
950         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
951         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
952 }
953
954 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
955 {
956         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
957
958         /*
959          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
960          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
961          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
962          */
963 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
964         {
965                 unsigned long flags;
966
967                 local_irq_save(flags);
968                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
969                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
970                 local_irq_restore(flags);
971         }
972 #endif
973         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
974                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
975 }
976
977 /*
978  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
979  *
980  * list_lock must be held.
981  */
982 static void add_full(struct kmem_cache *s,
983         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
984 {
985         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
986                 return;
987
988         list_add(&page->lru, &n->full);
989 }
990
991 /*
992  * list_lock must be held.
993  */
994 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
995 {
996         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
997                 return;
998
999         list_del(&page->lru);
1000 }
1001
1002 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1003 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1004 {
1005         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1006
1007         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1008 }
1009
1010 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1011 {
1012         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1013 }
1014
1015 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1016 {
1017         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1018
1019         /*
1020          * May be called early in order to allocate a slab for the
1021          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1022          * dilemma by deferring the increment of the count during
1023          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1024          */
1025         if (n) {
1026                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1027                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1028         }
1029 }
1030 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1031 {
1032         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1033
1034         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1035         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1036 }
1037
1038 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1039 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1040                                                                 void *object)
1041 {
1042         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1043                 return;
1044
1045         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1046         init_tracking(s, object);
1047 }
1048
1049 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1050                                         void *object, unsigned long addr)
1051 {
1052         if (!check_slab(s, page))
1053                 goto bad;
1054
1055         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1056                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1057                 goto bad;
1058         }
1059
1060         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1061                 goto bad;
1062
1063         /* Success perform special debug activities for allocs */
1064         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1065                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1066         trace(s, page, object, 1);
1067         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1068         return 1;
1069
1070 bad:
1071         if (PageSlab(page)) {
1072                 /*
1073                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1074                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1075                  * as used avoids touching the remaining objects.
1076                  */
1077                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1078                 page->inuse = page->objects;
1079                 page->freelist = NULL;
1080         }
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1085                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1086 {
1087         unsigned long flags;
1088         int rc = 0;
1089
1090         local_irq_save(flags);
1091         slab_lock(page);
1092
1093         if (!check_slab(s, page))
1094                 goto fail;
1095
1096         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1097                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1098                 goto fail;
1099         }
1100
1101         if (on_freelist(s, page, object)) {
1102                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1103                 goto fail;
1104         }
1105
1106         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1107                 goto out;
1108
1109         if (unlikely(s != page->slab)) {
1110                 if (!PageSlab(page)) {
1111                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1112                                 "outside of slab", object);
1113                 } else if (!page->slab) {
1114                         printk(KERN_ERR
1115                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1116                                                 object);
1117                         dump_stack();
1118                 } else
1119                         object_err(s, page, object,
1120                                         "page slab pointer corrupt.");
1121                 goto fail;
1122         }
1123
1124         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1125                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1126         trace(s, page, object, 0);
1127         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1128         rc = 1;
1129 out:
1130         slab_unlock(page);
1131         local_irq_restore(flags);
1132         return rc;
1133
1134 fail:
1135         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1136         goto out;
1137 }
1138
1139 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1140 {
1141         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1142         if (*str++ != '=' || !*str)
1143                 /*
1144                  * No options specified. Switch on full debugging.
1145                  */
1146                 goto out;
1147
1148         if (*str == ',')
1149                 /*
1150                  * No options but restriction on slabs. This means full
1151                  * debugging for slabs matching a pattern.
1152                  */
1153                 goto check_slabs;
1154
1155         if (tolower(*str) == 'o') {
1156                 /*
1157                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1158                  * would increase as a result.
1159                  */
1160                 disable_higher_order_debug = 1;
1161                 goto out;
1162         }
1163
1164         slub_debug = 0;
1165         if (*str == '-')
1166                 /*
1167                  * Switch off all debugging measures.
1168                  */
1169                 goto out;
1170
1171         /*
1172          * Determine which debug features should be switched on
1173          */
1174         for (; *str && *str != ','; str++) {
1175                 switch (tolower(*str)) {
1176                 case 'f':
1177                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1178                         break;
1179                 case 'z':
1180                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1181                         break;
1182                 case 'p':
1183                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1184                         break;
1185                 case 'u':
1186                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1187                         break;
1188                 case 't':
1189                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1190                         break;
1191                 case 'a':
1192                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1193                         break;
1194                 default:
1195                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1196                                 "unknown. skipped\n", *str);
1197                 }
1198         }
1199
1200 check_slabs:
1201         if (*str == ',')
1202                 slub_debug_slabs = str + 1;
1203 out:
1204         return 1;
1205 }
1206
1207 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1208
1209 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1210         unsigned long flags, const char *name,
1211         void (*ctor)(void *))
1212 {
1213         /*
1214          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1215          */
1216         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1217                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1218                 flags |= slub_debug;
1219
1220         return flags;
1221 }
1222 #else
1223 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1224                         struct page *page, void *object) {}
1225
1226 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1227         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1228
1229 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1230         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1231
1232 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1233                         { return 1; }
1234 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1235                         void *object, u8 val) { return 1; }
1236 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1237                                         struct page *page) {}
1238 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1239 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1240         unsigned long flags, const char *name,
1241         void (*ctor)(void *))
1242 {
1243         return flags;
1244 }
1245 #define slub_debug 0
1246
1247 #define disable_higher_order_debug 0
1248
1249 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1250                                                         { return 0; }
1251 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1252                                                         { return 0; }
1253 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1254                                                         int objects) {}
1255 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1256                                                         int objects) {}
1257
1258 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1259                                                         { return 0; }
1260
1261 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1262                 void *object) {}
1263
1264 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1265
1266 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1267
1268 /*
1269  * Slab allocation and freeing
1270  */
1271 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1272                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1273 {
1274         int order = oo_order(oo);
1275
1276         flags |= __GFP_NOTRACK;
1277
1278         if (node == NUMA_NO_NODE)
1279                 return alloc_pages(flags, order);
1280         else
1281                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1282 }
1283
1284 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1285 {
1286         struct page *page;
1287         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1288         gfp_t alloc_gfp;
1289
1290         flags &= gfp_allowed_mask;
1291
1292         if (flags & __GFP_WAIT)
1293                 local_irq_enable();
1294
1295         flags |= s->allocflags;
1296
1297         /*
1298          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1299          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1300          */
1301         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1302
1303         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1304         if (unlikely(!page)) {
1305                 oo = s->min;
1306                 /*
1307                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1308                  * Try a lower order alloc if possible
1309                  */
1310                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1311
1312                 if (page)
1313                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1314         }
1315
1316         if (flags & __GFP_WAIT)
1317                 local_irq_disable();
1318
1319         if (!page)
1320                 return NULL;
1321
1322         if (kmemcheck_enabled
1323                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1324                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1325
1326                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1327
1328                 /*
1329                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1330                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1331                  */
1332                 if (s->ctor)
1333                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1334                 else
1335                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1336         }
1337
1338         page->objects = oo_objects(oo);
1339         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1340                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1341                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1342                 1 << oo_order(oo));
1343
1344         return page;
1345 }
1346
1347 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1348                                 void *object)
1349 {
1350         setup_object_debug(s, page, object);
1351         if (unlikely(s->ctor))
1352                 s->ctor(object);
1353 }
1354
1355 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1356 {
1357         struct page *page;
1358         void *start;
1359         void *last;
1360         void *p;
1361
1362         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1363
1364         page = allocate_slab(s,
1365                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1366         if (!page)
1367                 goto out;
1368
1369         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1370         page->slab = s;
1371         page->flags |= 1 << PG_slab;
1372
1373         start = page_address(page);
1374
1375         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1376                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1377
1378         last = start;
1379         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1380                 setup_object(s, page, last);
1381                 set_freepointer(s, last, p);
1382                 last = p;
1383         }
1384         setup_object(s, page, last);
1385         set_freepointer(s, last, NULL);
1386
1387         page->freelist = start;
1388         page->inuse = page->objects;
1389         page->frozen = 1;
1390 out:
1391         return page;
1392 }
1393
1394 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1395 {
1396         int order = compound_order(page);
1397         int pages = 1 << order;
1398
1399         if (kmem_cache_debug(s)) {
1400                 void *p;
1401
1402                 slab_pad_check(s, page);
1403                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1404                                                 page->objects)
1405                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1406         }
1407
1408         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1409
1410         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1411                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1412                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1413                 -pages);
1414
1415         __ClearPageSlab(page);
1416         reset_page_mapcount(page);
1417         if (current->reclaim_state)
1418                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1419         __free_pages(page, order);
1420 }
1421
1422 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1423         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1424
1425 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1426 {
1427         struct page *page;
1428
1429         if (need_reserve_slab_rcu)
1430                 page = virt_to_head_page(h);
1431         else
1432                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1433
1434         __free_slab(page->slab, page);
1435 }
1436
1437 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1438 {
1439         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1440                 struct rcu_head *head;
1441
1442                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1443                         int order = compound_order(page);
1444                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1445
1446                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1447                         head = page_address(page) + offset;
1448                 } else {
1449                         /*
1450                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1451                          */
1452                         head = (void *)&page->lru;
1453                 }
1454
1455                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1456         } else
1457                 __free_slab(s, page);
1458 }
1459
1460 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1461 {
1462         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1463         free_slab(s, page);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Management of partially allocated slabs.
1468  *
1469  * list_lock must be held.
1470  */
1471 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1472                                 struct page *page, int tail)
1473 {
1474         n->nr_partial++;
1475         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1476                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1477         else
1478                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * list_lock must be held.
1483  */
1484 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1485                                         struct page *page)
1486 {
1487         list_del(&page->lru);
1488         n->nr_partial--;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * Lock slab, remove from the partial list and put the object into the
1493  * per cpu freelist.
1494  *
1495  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1496  *
1497  * Must hold list_lock.
1498  */
1499 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1500                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1501                 int mode)
1502 {
1503         void *freelist;
1504         unsigned long counters;
1505         struct page new;
1506
1507         /*
1508          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1509          * The old freelist is the list of objects for the
1510          * per cpu allocation list.
1511          */
1512         do {
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         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1523                         freelist, counters,
1524                         NULL, new.counters,
1525                         "lock and freeze"));
1526
1527         remove_partial(n, page);
1528         return freelist;
1529 }
1530
1531 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1532
1533 /*
1534  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1535  */
1536 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1537                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1538 {
1539         struct page *page, *page2;
1540         void *object = NULL;
1541
1542         /*
1543          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1544          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1545          * partial slab and there is none available then get_partials()
1546          * will return NULL.
1547          */
1548         if (!n || !n->nr_partial)
1549                 return NULL;
1550
1551         spin_lock(&n->list_lock);
1552         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1553                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1554                 int available;
1555
1556                 if (!t)
1557                         break;
1558
1559                 if (!object) {
1560                         c->page = page;
1561                         c->node = page_to_nid(page);
1562                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1563                         object = t;
1564                         available =  page->objects - page->inuse;
1565                 } else {
1566                         page->freelist = t;
1567                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1568                 }
1569                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1570                         break;
1571
1572         }
1573         spin_unlock(&n->list_lock);
1574         return object;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1579  */
1580 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1581                 struct kmem_cache_cpu *c)
1582 {
1583 #ifdef CONFIG_NUMA
1584         struct zonelist *zonelist;
1585         struct zoneref *z;
1586         struct zone *zone;
1587         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1588         void *object;
1589
1590         /*
1591          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1592          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1593          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1594          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1595          *
1596          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1597          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1598          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1599          * from other nodes and filled up.
1600          *
1601          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1602          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1603          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1604          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1605          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1606          * with available objects.
1607          */
1608         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1609                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1610                 return NULL;
1611
1612         get_mems_allowed();
1613         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1614         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1615                 struct kmem_cache_node *n;
1616
1617                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1618
1619                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1620                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1621                         object = get_partial_node(s, n, c);
1622                         if (object) {
1623                                 put_mems_allowed();
1624                                 return object;
1625                         }
1626                 }
1627         }
1628         put_mems_allowed();
1629 #endif
1630         return NULL;
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Get a partial page, lock it and return it.
1635  */
1636 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1637                 struct kmem_cache_cpu *c)
1638 {
1639         void *object;
1640         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1641
1642         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1643         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1644                 return object;
1645
1646         return get_any_partial(s, flags, c);
1647 }
1648
1649 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1650 /*
1651  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1652  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1653  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1654  */
1655 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1656 #else
1657 /*
1658  * No preemption supported therefore also no need to check for
1659  * different cpus.
1660  */
1661 #define TID_STEP 1
1662 #endif
1663
1664 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1665 {
1666         return tid + TID_STEP;
1667 }
1668
1669 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1670 {
1671         return tid % TID_STEP;
1672 }
1673
1674 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1675 {
1676         return tid / TID_STEP;
1677 }
1678
1679 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1680 {
1681         return cpu;
1682 }
1683
1684 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1685                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1686 {
1687 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1688         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1689
1690         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1691
1692 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1693         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1694                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1695                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1696         else
1697 #endif
1698         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1699                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1700                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1701         else
1702                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1703                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1704 #endif
1705         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1706 }
1707
1708 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1709 {
1710         int cpu;
1711
1712         for_each_possible_cpu(cpu)
1713                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Remove the cpu slab
1718  */
1719 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1720 {
1721         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1722         struct page *page = c->page;
1723         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1724         int lock = 0;
1725         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1726         void *freelist;
1727         void *nextfree;
1728         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1729         struct page new;
1730         struct page old;
1731
1732         if (page->freelist) {
1733                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1734                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1735         }
1736
1737         c->tid = next_tid(c->tid);
1738         c->page = NULL;
1739         freelist = c->freelist;
1740         c->freelist = NULL;
1741
1742         /*
1743          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1744          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1745          * last one.
1746          *
1747          * There is no need to take the list->lock because the page
1748          * is still frozen.
1749          */
1750         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1751                 void *prior;
1752                 unsigned long counters;
1753
1754                 do {
1755                         prior = page->freelist;
1756                         counters = page->counters;
1757                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1758                         new.counters = counters;
1759                         new.inuse--;
1760                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1761
1762                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1763                         prior, counters,
1764                         freelist, new.counters,
1765                         "drain percpu freelist"));
1766
1767                 freelist = nextfree;
1768         }
1769
1770         /*
1771          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1772          * list presence reflects the actual number of objects
1773          * during unfreeze.
1774          *
1775          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1776          * with the count. If there is a mismatch then the page
1777          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1778          *
1779          * Then we restart the process which may have to remove
1780          * the page from the list that we just put it on again
1781          * because the number of objects in the slab may have
1782          * changed.
1783          */
1784 redo:
1785
1786         old.freelist = page->freelist;
1787         old.counters = page->counters;
1788         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1789
1790         /* Determine target state of the slab */
1791         new.counters = old.counters;
1792         if (freelist) {
1793                 new.inuse--;
1794                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1795                 new.freelist = freelist;
1796         } else
1797                 new.freelist = old.freelist;
1798
1799         new.frozen = 0;
1800
1801         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1802                 m = M_FREE;
1803         else if (new.freelist) {
1804                 m = M_PARTIAL;
1805                 if (!lock) {
1806                         lock = 1;
1807                         /*
1808                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1809                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1810                          * is frozen
1811                          */
1812                         spin_lock(&n->list_lock);
1813                 }
1814         } else {
1815                 m = M_FULL;
1816                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1817                         lock = 1;
1818                         /*
1819                          * This also ensures that the scanning of full
1820                          * slabs from diagnostic functions will not see
1821                          * any frozen slabs.
1822                          */
1823                         spin_lock(&n->list_lock);
1824                 }
1825         }
1826
1827         if (l != m) {
1828
1829                 if (l == M_PARTIAL)
1830
1831                         remove_partial(n, page);
1832
1833                 else if (l == M_FULL)
1834
1835                         remove_full(s, page);
1836
1837                 if (m == M_PARTIAL) {
1838
1839                         add_partial(n, page, tail);
1840                         stat(s, tail);
1841
1842                 } else if (m == M_FULL) {
1843
1844                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1845                         add_full(s, n, page);
1846
1847                 }
1848         }
1849
1850         l = m;
1851         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1852                                 old.freelist, old.counters,
1853                                 new.freelist, new.counters,
1854                                 "unfreezing slab"))
1855                 goto redo;
1856
1857         if (lock)
1858                 spin_unlock(&n->list_lock);
1859
1860         if (m == M_FREE) {
1861                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1862                 discard_slab(s, page);
1863                 stat(s, FREE_SLAB);
1864         }
1865 }
1866
1867 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1868 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1869 {
1870         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1871         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1872         struct page *page, *discard_page = NULL;
1873
1874         while ((page = c->partial)) {
1875                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1876                 enum slab_modes l, m;
1877                 struct page new;
1878                 struct page old;
1879
1880                 c->partial = page->next;
1881                 l = M_FREE;
1882
1883                 do {
1884
1885                         old.freelist = page->freelist;
1886                         old.counters = page->counters;
1887                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1888
1889                         new.counters = old.counters;
1890                         new.freelist = old.freelist;
1891
1892                         new.frozen = 0;
1893
1894                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1895                                 m = M_FREE;
1896                         else {
1897                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1898                                                         page_to_nid(page));
1899
1900                                 m = M_PARTIAL;
1901                                 if (n != n2) {
1902                                         if (n)
1903                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1904
1905                                         n = n2;
1906                                         spin_lock(&n->list_lock);
1907                                 }
1908                         }
1909
1910                         if (l != m) {
1911                                 if (l == M_PARTIAL) {
1912                                         remove_partial(n, page);
1913                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1914                                 } else {
1915                                         add_partial(n, page,
1916                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1917                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1918                                 }
1919
1920                                 l = m;
1921                         }
1922
1923                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1924                                 old.freelist, old.counters,
1925                                 new.freelist, new.counters,
1926                                 "unfreezing slab"));
1927
1928                 if (m == M_FREE) {
1929                         page->next = discard_page;
1930                         discard_page = page;
1931                 }
1932         }
1933
1934         if (n)
1935                 spin_unlock(&n->list_lock);
1936
1937         while (discard_page) {
1938                 page = discard_page;
1939                 discard_page = discard_page->next;
1940
1941                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1942                 discard_slab(s, page);
1943                 stat(s, FREE_SLAB);
1944         }
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1949  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1950  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1951  * onto a random cpus partial slot.
1952  *
1953  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1954  * per node partial list.
1955  */
1956 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1957 {
1958         struct page *oldpage;
1959         int pages;
1960         int pobjects;
1961
1962         do {
1963                 pages = 0;
1964                 pobjects = 0;
1965                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1966
1967                 if (oldpage) {
1968                         pobjects = oldpage->pobjects;
1969                         pages = oldpage->pages;
1970                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1971                                 unsigned long flags;
1972                                 /*
1973                                  * partial array is full. Move the existing
1974                                  * set to the per node partial list.
1975                                  */
1976                                 local_irq_save(flags);
1977                                 unfreeze_partials(s);
1978                                 local_irq_restore(flags);
1979                                 pobjects = 0;
1980                                 pages = 0;
1981                         }
1982                 }
1983
1984                 pages++;
1985                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1986
1987                 page->pages = pages;
1988                 page->pobjects = pobjects;
1989                 page->next = oldpage;
1990
1991         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1992         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
1993         return pobjects;
1994 }
1995
1996 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1997 {
1998         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1999         deactivate_slab(s, c);
2000 }
2001
2002 /*
2003  * Flush cpu slab.
2004  *
2005  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2006  */
2007 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2008 {
2009         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2010
2011         if (likely(c)) {
2012                 if (c->page)
2013                         flush_slab(s, c);
2014
2015                 unfreeze_partials(s);
2016         }
2017 }
2018
2019 static void flush_cpu_slab(void *d)
2020 {
2021         struct kmem_cache *s = d;
2022
2023         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2024 }
2025
2026 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2027 {
2028         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2033  * locality expectations.
2034  */
2035 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2036 {
2037 #ifdef CONFIG_NUMA
2038         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2039                 return 0;
2040 #endif
2041         return 1;
2042 }
2043
2044 static int count_free(struct page *page)
2045 {
2046         return page->objects - page->inuse;
2047 }
2048
2049 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2050                                         int (*get_count)(struct page *))
2051 {
2052         unsigned long flags;
2053         unsigned long x = 0;
2054         struct page *page;
2055
2056         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2057         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2058                 x += get_count(page);
2059         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2060         return x;
2061 }
2062
2063 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2064 {
2065 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2066         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2067 #else
2068         return 0;
2069 #endif
2070 }
2071
2072 static noinline void
2073 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2074 {
2075         int node;
2076
2077         printk(KERN_WARNING
2078                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2079                 nid, gfpflags);
2080         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2081                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2082                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2083
2084         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2085                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2086                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2087
2088         for_each_online_node(node) {
2089                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2090                 unsigned long nr_slabs;
2091                 unsigned long nr_objs;
2092                 unsigned long nr_free;
2093
2094                 if (!n)
2095                         continue;
2096
2097                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2098                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2099                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2100
2101                 printk(KERN_WARNING
2102                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2103                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2104         }
2105 }
2106
2107 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2108                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2109 {
2110         void *object;
2111         struct kmem_cache_cpu *c;
2112         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2113
2114         if (page) {
2115                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2116                 if (c->page)
2117                         flush_slab(s, c);
2118
2119                 /*
2120                  * No other reference to the page yet so we can
2121                  * muck around with it freely without cmpxchg
2122                  */
2123                 object = page->freelist;
2124                 page->freelist = NULL;
2125
2126                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2127                 c->node = page_to_nid(page);
2128                 c->page = page;
2129                 *pc = c;
2130         } else
2131                 object = NULL;
2132
2133         return object;
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2138  * or deactivate the page.
2139  *
2140  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2141  *
2142  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2143  */
2144 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2145 {
2146         struct page new;
2147         unsigned long counters;
2148         void *freelist;
2149
2150         do {
2151                 freelist = page->freelist;
2152                 counters = page->counters;
2153                 new.counters = counters;
2154                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2155
2156                 new.inuse = page->objects;
2157                 new.frozen = freelist != NULL;
2158
2159         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2160                 freelist, counters,
2161                 NULL, new.counters,
2162                 "get_freelist"));
2163
2164         return freelist;
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2169  * debugging duties.
2170  *
2171  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2172  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2173  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2174  *
2175  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2176  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2177  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2178  *
2179  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2180  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2181  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2182  */
2183 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2184                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2185 {
2186         void **object;
2187         unsigned long flags;
2188
2189         local_irq_save(flags);
2190 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2191         /*
2192          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2193          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2194          * pointer.
2195          */
2196         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2197 #endif
2198
2199         if (!c->page)
2200                 goto new_slab;
2201 redo:
2202         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2203                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2204                 deactivate_slab(s, c);
2205                 goto new_slab;
2206         }
2207
2208         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2209         object = c->freelist;
2210         if (object)
2211                 goto load_freelist;
2212
2213         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2214
2215         object = get_freelist(s, c->page);
2216
2217         if (!object) {
2218                 c->page = NULL;
2219                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2220                 goto new_slab;
2221         }
2222
2223         stat(s, ALLOC_REFILL);
2224
2225 load_freelist:
2226         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2227         c->tid = next_tid(c->tid);
2228         local_irq_restore(flags);
2229         return object;
2230
2231 new_slab:
2232
2233         if (c->partial) {
2234                 c->page = c->partial;
2235                 c->partial = c->page->next;
2236                 c->node = page_to_nid(c->page);
2237                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2238                 c->freelist = NULL;
2239                 goto redo;
2240         }
2241
2242         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2243         object = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2244
2245         if (unlikely(!object)) {
2246
2247                 object = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2248
2249                 if (unlikely(!object)) {
2250                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2251                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2252
2253                         local_irq_restore(flags);
2254                         return NULL;
2255                 }
2256         }
2257
2258         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2259                 goto load_freelist;
2260
2261         /* Only entered in the debug case */
2262         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
2263                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2264
2265         c->freelist = get_freepointer(s, object);
2266         deactivate_slab(s, c);
2267         c->node = NUMA_NO_NODE;
2268         local_irq_restore(flags);
2269         return object;
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2274  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2275  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2276  *
2277  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2278  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2279  *
2280  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2281  */
2282 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2283                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2284 {
2285         void **object;
2286         struct kmem_cache_cpu *c;
2287         unsigned long tid;
2288
2289         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2290                 return NULL;
2291
2292 redo:
2293
2294         /*
2295          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2296          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2297          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2298          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2299          */
2300         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2301
2302         /*
2303          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2304          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2305          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2306          * linked list in between.
2307          */
2308         tid = c->tid;
2309         barrier();
2310
2311         object = c->freelist;
2312         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2313
2314                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2315
2316         else {
2317                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2318
2319                 /*
2320                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2321                  * operation and if we are on the right processor.
2322                  *
2323                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2324                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2325                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2326                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2327                  *
2328                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2329                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2330                  */
2331                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2332                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2333                                 object, tid,
2334                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2335
2336                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2337                         goto redo;
2338                 }
2339                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2340                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2341         }
2342
2343         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2344                 memset(object, 0, s->objsize);
2345
2346         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2347
2348         return object;
2349 }
2350
2351 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2352 {
2353         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2354
2355         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2356
2357         return ret;
2358 }
2359 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2360
2361 #ifdef CONFIG_TRACING
2362 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2363 {
2364         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2365         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2366         return ret;
2367 }
2368 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2369
2370 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2371 {
2372         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2373         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2374         return ret;
2375 }
2376 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2377 #endif
2378
2379 #ifdef CONFIG_NUMA
2380 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2381 {
2382         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2383
2384         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2385                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2386
2387         return ret;
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2390
2391 #ifdef CONFIG_TRACING
2392 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2393                                     gfp_t gfpflags,
2394                                     int node, size_t size)
2395 {
2396         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2397
2398         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2399                            size, s->size, gfpflags, node);
2400         return ret;
2401 }
2402 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2403 #endif
2404 #endif
2405
2406 /*
2407  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2408  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2409  *
2410  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2411  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2412  * handling required then we can return immediately.
2413  */
2414 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2415                         void *x, unsigned long addr)
2416 {
2417         void *prior;
2418         void **object = (void *)x;
2419         int was_frozen;
2420         int inuse;
2421         struct page new;
2422         unsigned long counters;
2423         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2424         unsigned long uninitialized_var(flags);
2425
2426         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2427
2428         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2429                 return;
2430
2431         do {
2432                 prior = page->freelist;
2433                 counters = page->counters;
2434                 set_freepointer(s, object, prior);
2435                 new.counters = counters;
2436                 was_frozen = new.frozen;
2437                 new.inuse--;
2438                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2439
2440                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2441
2442                                 /*
2443                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2444                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2445                                  */
2446                                 new.frozen = 1;
2447
2448                         else { /* Needs to be taken off a list */
2449
2450                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2451                                 /*
2452                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2453                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2454                                  * drop the list_lock without any processing.
2455                                  *
2456                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2457                                  * other processors updating the list of slabs.
2458                                  */
2459                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2460
2461                         }
2462                 }
2463                 inuse = new.inuse;
2464
2465         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2466                 prior, counters,
2467                 object, new.counters,
2468                 "__slab_free"));
2469
2470         if (likely(!n)) {
2471
2472                 /*
2473                  * If we just froze the page then put it onto the
2474                  * per cpu partial list.
2475                  */
2476                 if (new.frozen && !was_frozen)
2477                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2478
2479                 /*
2480                  * The list lock was not taken therefore no list
2481                  * activity can be necessary.
2482                  */
2483                 if (was_frozen)
2484                         stat(s, FREE_FROZEN);
2485                 return;
2486         }
2487
2488         /*
2489          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2490          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2491          */
2492         if (was_frozen)
2493                 stat(s, FREE_FROZEN);
2494         else {
2495                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2496                         goto slab_empty;
2497
2498                 /*
2499                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2500                  * then add it.
2501                  */
2502                 if (unlikely(!prior)) {
2503                         remove_full(s, page);
2504                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2505                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2506                 }
2507         }
2508         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2509         return;
2510
2511 slab_empty:
2512         if (prior) {
2513                 /*
2514                  * Slab on the partial list.
2515                  */
2516                 remove_partial(n, page);
2517                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2518         } else
2519                 /* Slab must be on the full list */
2520                 remove_full(s, page);
2521
2522         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2523         stat(s, FREE_SLAB);
2524         discard_slab(s, page);
2525 }
2526
2527 /*
2528  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2529  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2530  *
2531  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2532  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2533  * the item before.
2534  *
2535  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2536  * with all sorts of special processing.
2537  */
2538 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2539                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2540 {
2541         void **object = (void *)x;
2542         struct kmem_cache_cpu *c;
2543         unsigned long tid;
2544
2545         slab_free_hook(s, x);
2546
2547 redo:
2548         /*
2549          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2550          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2551          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2552          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2553          */
2554         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2555
2556         tid = c->tid;
2557         barrier();
2558
2559         if (likely(page == c->page)) {
2560                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2561
2562                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2563                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2564                                 c->freelist, tid,
2565                                 object, next_tid(tid)))) {
2566
2567                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2568                         goto redo;
2569                 }
2570                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2571         } else
2572                 __slab_free(s, page, x, addr);
2573
2574 }
2575
2576 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2577 {
2578         struct page *page;
2579
2580         page = virt_to_head_page(x);
2581
2582         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2583
2584         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2585 }
2586 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2587
2588 /*
2589  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2590  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2591  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2592  * another.
2593  *
2594  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2595  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2596  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2597  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2598  * locking overhead.
2599  */
2600
2601 /*
2602  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2603  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2604  * and increases the number of allocations possible without having to
2605  * take the list_lock.
2606  */
2607 static int slub_min_order;
2608 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2609 static int slub_min_objects;
2610
2611 /*
2612  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2613  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2614  */
2615 static int slub_nomerge;
2616
2617 /*
2618  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2619  *
2620  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2621  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2622  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2623  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2624  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2625  * would be wasted.
2626  *
2627  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2628  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2629  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2630  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2631  *
2632  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2633  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2634  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2635  * of space in favor of a small page order.
2636  *
2637  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2638  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2639  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2640  * the smallest order which will fit the object.
2641  */
2642 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2643                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2644 {
2645         int order;
2646         int rem;
2647         int min_order = slub_min_order;
2648
2649         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2650                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2651
2652         for (order = max(min_order,
2653                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2654                         order <= max_order; order++) {
2655
2656                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2657
2658                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2659                         continue;
2660
2661                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2662
2663                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2664                         break;
2665
2666         }
2667
2668         return order;
2669 }
2670
2671 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2672 {
2673         int order;
2674         int min_objects;
2675         int fraction;
2676         int max_objects;
2677
2678         /*
2679          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2680          * works by first attempting to generate a layout with
2681          * the best configuration and backing off gradually.
2682          *
2683          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2684          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2685          */
2686         min_objects = slub_min_objects;
2687         if (!min_objects)
2688                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2689         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2690         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2691
2692         while (min_objects > 1) {
2693                 fraction = 16;
2694                 while (fraction >= 4) {
2695                         order = slab_order(size, min_objects,
2696                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2697                         if (order <= slub_max_order)
2698                                 return order;
2699                         fraction /= 2;
2700                 }
2701                 min_objects--;
2702         }
2703
2704         /*
2705          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2706          * lets see if we can place a single object there.
2707          */
2708         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2709         if (order <= slub_max_order)
2710                 return order;
2711
2712         /*
2713          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2714          */
2715         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2716         if (order < MAX_ORDER)
2717                 return order;
2718         return -ENOSYS;
2719 }
2720
2721 /*
2722  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2723  */
2724 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2725                 unsigned long align, unsigned long size)
2726 {
2727         /*
2728          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2729          * suggestion if the object is sufficiently large.
2730          *
2731          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2732          * alignment though. If that is greater then use it.
2733          */
2734         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2735                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2736                 while (size <= ralign / 2)
2737                         ralign /= 2;
2738                 align = max(align, ralign);
2739         }
2740
2741         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2742                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2743
2744         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2745 }
2746
2747 static void
2748 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2749 {
2750         n->nr_partial = 0;
2751         spin_lock_init(&n->list_lock);
2752         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2753 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2754         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2755         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2756         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2757 #endif
2758 }
2759
2760 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2761 {
2762         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2763                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2764
2765         /*
2766          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2767          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2768          */
2769         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2770                                      2 * sizeof(void *));
2771
2772         if (!s->cpu_slab)
2773                 return 0;
2774
2775         init_kmem_cache_cpus(s);
2776
2777         return 1;
2778 }
2779
2780 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2781
2782 /*
2783  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2784  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2785  * possible.
2786  *
2787  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2788  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2789  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2790  */
2791 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2792 {
2793         struct page *page;
2794         struct kmem_cache_node *n;
2795
2796         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2797
2798         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2799
2800         BUG_ON(!page);
2801         if (page_to_nid(page) != node) {
2802                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2803                                 "node %d\n", node);
2804                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2805                                 "in order to be able to continue\n");
2806         }
2807
2808         n = page->freelist;
2809         BUG_ON(!n);
2810         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2811         page->inuse = 1;
2812         page->frozen = 0;
2813         kmem_cache_node->node[node] = n;
2814 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2815         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2816         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2817 #endif
2818         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2819         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2820
2821         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2822 }
2823
2824 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2825 {
2826         int node;
2827
2828         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2829                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2830
2831                 if (n)
2832                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2833
2834                 s->node[node] = NULL;
2835         }
2836 }
2837
2838 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2839 {
2840         int node;
2841
2842         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2843                 struct kmem_cache_node *n;
2844
2845                 if (slab_state == DOWN) {
2846                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2847                         continue;
2848                 }
2849                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2850                                                 GFP_KERNEL, node);
2851
2852                 if (!n) {
2853                         free_kmem_cache_nodes(s);
2854                         return 0;
2855                 }
2856
2857                 s->node[node] = n;
2858                 init_kmem_cache_node(n, s);
2859         }
2860         return 1;
2861 }
2862
2863 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2864 {
2865         if (min < MIN_PARTIAL)
2866                 min = MIN_PARTIAL;
2867         else if (min > MAX_PARTIAL)
2868                 min = MAX_PARTIAL;
2869         s->min_partial = min;
2870 }
2871
2872 /*
2873  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2874  * a slab object.
2875  */
2876 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2877 {
2878         unsigned long flags = s->flags;
2879         unsigned long size = s->objsize;
2880         unsigned long align = s->align;
2881         int order;
2882
2883         /*
2884          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2885          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2886          * the possible location of the free pointer.
2887          */
2888         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2889
2890 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2891         /*
2892          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2893          * the slab may touch the object after free or before allocation
2894          * then we should never poison the object itself.
2895          */
2896         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2897                         !s->ctor)
2898                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2899         else
2900                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2901
2902
2903         /*
2904          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2905          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2906          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2907          */
2908         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2909                 size += sizeof(void *);
2910 #endif
2911
2912         /*
2913          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2914          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2915          */
2916         s->inuse = size;
2917
2918         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2919                 s->ctor)) {
2920                 /*
2921                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2922                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2923                  * kmem_cache_free.
2924                  *
2925                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2926                  * destructor or are poisoning the objects.
2927                  */
2928                 s->offset = size;
2929                 size += sizeof(void *);
2930         }
2931
2932 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2933         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2934                 /*
2935                  * Need to store information about allocs and frees after
2936                  * the object.
2937                  */
2938                 size += 2 * sizeof(struct track);
2939
2940         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2941                 /*
2942                  * Add some empty padding so that we can catch
2943                  * overwrites from earlier objects rather than let
2944                  * tracking information or the free pointer be
2945                  * corrupted if a user writes before the start
2946                  * of the object.
2947                  */
2948                 size += sizeof(void *);
2949 #endif
2950
2951         /*
2952          * Determine the alignment based on various parameters that the
2953          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2954          * on bootup.
2955          */
2956         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2957         s->align = align;
2958
2959         /*
2960          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2961          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2962          * each object to conform to the alignment.
2963          */
2964         size = ALIGN(size, align);
2965         s->size = size;
2966         if (forced_order >= 0)
2967                 order = forced_order;
2968         else
2969                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2970
2971         if (order < 0)
2972                 return 0;
2973
2974         s->allocflags = 0;
2975         if (order)
2976                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2977
2978         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2979                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2980
2981         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2982                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2983
2984         /*
2985          * Determine the number of objects per slab
2986          */
2987         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2988         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2989         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2990                 s->max = s->oo;
2991
2992         return !!oo_objects(s->oo);
2993
2994 }
2995
2996 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2997                 const char *name, size_t size,
2998                 size_t align, unsigned long flags,
2999                 void (*ctor)(void *))
3000 {
3001         memset(s, 0, kmem_size);
3002         s->name = name;
3003         s->ctor = ctor;
3004         s->objsize = size;
3005         s->align = align;
3006         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3007         s->reserved = 0;
3008
3009         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3010                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3011
3012         if (!calculate_sizes(s, -1))
3013                 goto error;
3014         if (disable_higher_order_debug) {
3015                 /*
3016                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3017                  * order increased.
3018                  */
3019                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3020                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3021                         s->offset = 0;
3022                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3023                                 goto error;
3024                 }
3025         }
3026
3027 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3028     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3029         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3030                 /* Enable fast mode */
3031                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3032 #endif
3033
3034         /*
3035          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3036          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3037          */
3038         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3039
3040         /*
3041          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3042          * per cpu partial lists of a processor.
3043          *
3044          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3045          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3046          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3047          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3048          *
3049          * This setting also determines
3050          *
3051          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3052          *    per node list when we reach the limit.
3053          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3054          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3055          *    to keep some capacity around for frees.
3056          */
3057         if (kmem_cache_debug(s))
3058                 s->cpu_partial = 0;
3059         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3060                 s->cpu_partial = 2;
3061         else if (s->size >= 1024)
3062                 s->cpu_partial = 6;
3063         else if (s->size >= 256)
3064                 s->cpu_partial = 13;
3065         else
3066                 s->cpu_partial = 30;
3067
3068         s->refcount = 1;
3069 #ifdef CONFIG_NUMA
3070         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3071 #endif
3072         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3073                 goto error;
3074
3075         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3076                 return 1;
3077
3078         free_kmem_cache_nodes(s);
3079 error:
3080         if (flags & SLAB_PANIC)
3081                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3082                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3083                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3084                         s->offset, flags);
3085         return 0;
3086 }
3087
3088 /*
3089  * Determine the size of a slab object
3090  */
3091 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3092 {
3093         return s->objsize;
3094 }
3095 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3096
3097 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3098                                                         const char *text)
3099 {
3100 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3101         void *addr = page_address(page);
3102         void *p;
3103         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3104                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3105         if (!map)
3106                 return;
3107         slab_err(s, page, "%s", text);
3108         slab_lock(page);
3109
3110         get_map(s, page, map);
3111         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3112
3113                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3114                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3115                                                         p, p - addr);
3116                         print_tracking(s, p);
3117                 }
3118         }
3119         slab_unlock(page);
3120         kfree(map);
3121 #endif
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3126  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3127  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3128  */
3129 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3130 {
3131         struct page *page, *h;
3132
3133         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3134                 if (!page->inuse) {
3135                         remove_partial(n, page);
3136                         discard_slab(s, page);
3137                 } else {
3138                         list_slab_objects(s, page,
3139                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3140                 }
3141         }
3142 }
3143
3144 /*
3145  * Release all resources used by a slab cache.
3146  */
3147 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3148 {
3149         int node;
3150
3151         flush_all(s);
3152         free_percpu(s->cpu_slab);
3153         /* Attempt to free all objects */
3154         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3155                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3156
3157                 free_partial(s, n);
3158                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3159                         return 1;
3160         }
3161         free_kmem_cache_nodes(s);
3162         return 0;
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3167  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3168  */
3169 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3170 {
3171         down_write(&slub_lock);
3172         s->refcount--;
3173         if (!s->refcount) {
3174                 list_del(&s->list);
3175                 up_write(&slub_lock);
3176                 if (kmem_cache_close(s)) {
3177                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3178                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3179                         dump_stack();
3180                 }
3181                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3182                         rcu_barrier();
3183                 sysfs_slab_remove(s);
3184         } else
3185                 up_write(&slub_lock);
3186 }
3187 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3188
3189 /********************************************************************
3190  *              Kmalloc subsystem
3191  *******************************************************************/
3192
3193 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3194 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3195
3196 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3197
3198 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3199 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3200 #endif
3201
3202 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3203 {
3204         get_option(&str, &slub_min_order);
3205
3206         return 1;
3207 }
3208
3209 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3210
3211 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3212 {
3213         get_option(&str, &slub_max_order);
3214         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3215
3216         return 1;
3217 }
3218
3219 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3220
3221 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3222 {
3223         get_option(&str, &slub_min_objects);
3224
3225         return 1;
3226 }
3227
3228 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3229
3230 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3231 {
3232         slub_nomerge = 1;
3233         return 1;
3234 }
3235
3236 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3237
3238 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3239                                                 int size, unsigned int flags)
3240 {
3241         struct kmem_cache *s;
3242
3243         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3244
3245         /*
3246          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3247          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3248          */
3249         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3250                                                                 flags, NULL))
3251                 goto panic;
3252
3253         list_add(&s->list, &slab_caches);
3254         return s;
3255
3256 panic:
3257         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3258         return NULL;
3259 }
3260
3261 /*
3262  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3263  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3264  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3265  * fls.
3266  */
3267 static s8 size_index[24] = {
3268         3,      /* 8 */
3269         4,      /* 16 */
3270         5,      /* 24 */
3271         5,      /* 32 */
3272         6,      /* 40 */
3273         6,      /* 48 */
3274         6,      /* 56 */
3275         6,      /* 64 */
3276         1,      /* 72 */
3277         1,      /* 80 */
3278         1,      /* 88 */
3279         1,      /* 96 */
3280         7,      /* 104 */
3281         7,      /* 112 */
3282         7,      /* 120 */
3283         7,      /* 128 */
3284         2,      /* 136 */
3285         2,      /* 144 */
3286         2,      /* 152 */
3287         2,      /* 160 */
3288         2,      /* 168 */
3289         2,      /* 176 */
3290         2,      /* 184 */
3291         2       /* 192 */
3292 };
3293
3294 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3295 {
3296         return (bytes - 1) / 8;
3297 }
3298
3299 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3300 {
3301         int index;
3302
3303         if (size <= 192) {
3304                 if (!size)
3305                         return ZERO_SIZE_PTR;
3306
3307                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3308         } else
3309                 index = fls(size - 1);
3310
3311 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3312         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3313                 return kmalloc_dma_caches[index];
3314
3315 #endif
3316         return kmalloc_caches[index];
3317 }
3318
3319 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3320 {
3321         struct kmem_cache *s;
3322         void *ret;
3323
3324         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3325                 return kmalloc_large(size, flags);
3326
3327         s = get_slab(size, flags);
3328
3329         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3330                 return s;
3331
3332         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3333
3334         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3335
3336         return ret;
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3339
3340 #ifdef CONFIG_NUMA
3341 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3342 {
3343         struct page *page;
3344         void *ptr = NULL;
3345
3346         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3347         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3348         if (page)
3349                 ptr = page_address(page);
3350
3351         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3352         return ptr;
3353 }
3354
3355 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3356 {
3357         struct kmem_cache *s;
3358         void *ret;
3359
3360         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3361                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3362
3363                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3364                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3365                                    flags, node);
3366
3367                 return ret;
3368         }
3369
3370         s = get_slab(size, flags);
3371
3372         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3373                 return s;
3374
3375         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3376
3377         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3378
3379         return ret;
3380 }
3381 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3382 #endif
3383
3384 size_t ksize(const void *object)
3385 {
3386         struct page *page;
3387
3388         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3389                 return 0;
3390
3391         page = virt_to_head_page(object);
3392
3393         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3394                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3395                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3396         }
3397
3398         return slab_ksize(page->slab);
3399 }
3400 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3401
3402 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3403 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3404 {
3405         struct page *page;
3406         void *object = (void *)x;
3407         unsigned long flags;
3408         bool rv;
3409
3410         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3411                 return false;
3412
3413         local_irq_save(flags);
3414
3415         page = virt_to_head_page(x);
3416         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3417                 /* maybe it was from stack? */
3418                 rv = true;
3419                 goto out_unlock;
3420         }
3421
3422         slab_lock(page);
3423         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3424                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3425                 rv = false;
3426         } else {
3427                 rv = true;
3428         }
3429         slab_unlock(page);
3430
3431 out_unlock:
3432         local_irq_restore(flags);
3433         return rv;
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3436 #endif
3437
3438 void kfree(const void *x)
3439 {
3440         struct page *page;
3441         void *object = (void *)x;
3442
3443         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3444
3445         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3446                 return;
3447
3448         page = virt_to_head_page(x);
3449         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3450                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3451                 kmemleak_free(x);
3452                 put_page(page);
3453                 return;
3454         }
3455         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3456 }
3457 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3458
3459 /*
3460  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3461  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3462  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3463  * and thus they can be removed from the partial lists.
3464  *
3465  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3466  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3467  * are freed in them.
3468  */
3469 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3470 {
3471         int node;
3472         int i;
3473         struct kmem_cache_node *n;
3474         struct page *page;
3475         struct page *t;
3476         int objects = oo_objects(s->max);
3477         struct list_head *slabs_by_inuse =
3478                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3479         unsigned long flags;
3480
3481         if (!slabs_by_inuse)
3482                 return -ENOMEM;
3483
3484         flush_all(s);
3485         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3486                 n = get_node(s, node);
3487
3488                 if (!n->nr_partial)
3489                         continue;
3490
3491                 for (i = 0; i < objects; i++)
3492                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3493
3494                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3495
3496                 /*
3497                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3498                  *
3499                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3500                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3501                  */
3502                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3503                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3504                         if (!page->inuse)
3505                                 n->nr_partial--;
3506                 }
3507
3508                 /*
3509                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3510                  * first and the least used slabs at the end.
3511                  */
3512                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3513                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3514
3515                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3516
3517                 /* Release empty slabs */
3518                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3519                         discard_slab(s, page);
3520         }
3521
3522         kfree(slabs_by_inuse);
3523         return 0;
3524 }
3525 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3526
3527 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3528 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3529 {
3530         struct kmem_cache *s;
3531
3532         down_read(&slub_lock);
3533         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3534                 kmem_cache_shrink(s);
3535         up_read(&slub_lock);
3536
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3541 {
3542         struct kmem_cache_node *n;
3543         struct kmem_cache *s;
3544         struct memory_notify *marg = arg;
3545         int offline_node;
3546
3547         offline_node = marg->status_change_nid;
3548
3549         /*
3550          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3551          * for it yet.
3552          */
3553         if (offline_node < 0)
3554                 return;
3555
3556         down_read(&slub_lock);
3557         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3558                 n = get_node(s, offline_node);
3559                 if (n) {
3560                         /*
3561                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3562                          * that is going down. We were unable to free them,
3563                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3564                          * callback. So, we must fail.
3565                          */
3566                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3567
3568                         s->node[offline_node] = NULL;
3569                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3570                 }
3571         }
3572         up_read(&slub_lock);
3573 }
3574
3575 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3576 {
3577         struct kmem_cache_node *n;
3578         struct kmem_cache *s;
3579         struct memory_notify *marg = arg;
3580         int nid = marg->status_change_nid;
3581         int ret = 0;
3582
3583         /*
3584          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3585          * already created. Nothing to do.
3586          */
3587         if (nid < 0)
3588                 return 0;
3589
3590         /*
3591          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3592          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3593          * online.
3594          */
3595         down_read(&slub_lock);
3596         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3597                 /*
3598                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3599                  *      since memory is not yet available from the node that
3600                  *      is brought up.
3601                  */
3602                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3603                 if (!n) {
3604                         ret = -ENOMEM;
3605                         goto out;
3606                 }
3607                 init_kmem_cache_node(n, s);
3608                 s->node[nid] = n;
3609         }
3610 out:
3611         up_read(&slub_lock);
3612         return ret;
3613 }
3614
3615 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3616                                 unsigned long action, void *arg)
3617 {
3618         int ret = 0;
3619
3620         switch (action) {
3621         case MEM_GOING_ONLINE:
3622                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3623                 break;
3624         case MEM_GOING_OFFLINE:
3625                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3626                 break;
3627         case MEM_OFFLINE:
3628         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3629                 slab_mem_offline_callback(arg);
3630                 break;
3631         case MEM_ONLINE:
3632         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3633                 break;
3634         }
3635         if (ret)
3636                 ret = notifier_from_errno(ret);
3637         else
3638                 ret = NOTIFY_OK;
3639         return ret;
3640 }
3641
3642 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3643
3644 /********************************************************************
3645  *                      Basic setup of slabs
3646  *******************************************************************/
3647
3648 /*
3649  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3650  * the page allocator
3651  */
3652
3653 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3654 {
3655         int node;
3656
3657         list_add(&s->list, &slab_caches);
3658         s->refcount = -1;
3659
3660         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3661                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3662                 struct page *p;
3663
3664                 if (n) {
3665                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3666                                 p->slab = s;
3667
3668 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3669                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3670                                 p->slab = s;
3671 #endif
3672                 }
3673         }
3674 }
3675
3676 void __init kmem_cache_init(void)
3677 {
3678         int i;
3679         int caches = 0;
3680         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3681         int order;
3682         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3683         unsigned long kmalloc_size;
3684
3685         if (debug_guardpage_minorder())
3686                 slub_max_order = 0;
3687
3688         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3689                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3690
3691         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3692         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3693         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3694         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3695
3696         /*
3697          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3698          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3699          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3700          */
3701         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3702
3703         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3704                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3705                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3706
3707         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3708
3709         /* Able to allocate the per node structures */
3710         slab_state = PARTIAL;
3711
3712         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3713         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3714                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3715         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3716         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3717
3718         /*
3719          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3720          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3721          * update any list pointers.
3722          */
3723         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3724
3725         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3726         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3727
3728         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3729
3730         caches++;
3731         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3732         caches++;
3733         /* Free temporary boot structure */
3734         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3735
3736         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3737
3738         /*
3739          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3740          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3741          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3742          *
3743          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3744          * handle the index determination for the smaller caches.
3745          *
3746          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3747          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3748          */
3749         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3750                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3751
3752         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3753                 int elem = size_index_elem(i);
3754                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3755                         break;
3756                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3757         }
3758
3759         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3760                 /*
3761                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3762                  * is 64 byte.
3763                  */
3764                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3765                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3766         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3767                 /*
3768                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3769                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3770                  * instead.
3771                  */
3772                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3773                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3774         }
3775
3776         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3777         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3778                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3779                 caches++;
3780         }
3781
3782         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3783                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3784                 caches++;
3785         }
3786
3787         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3788                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3789                 caches++;
3790         }
3791
3792         slab_state = UP;
3793
3794         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3795         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3796                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3797                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3798         }
3799
3800         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3801                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3802                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3803         }
3804
3805         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3806                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3807
3808                 BUG_ON(!s);
3809                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3810         }
3811
3812 #ifdef CONFIG_SMP
3813         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3814 #endif
3815
3816 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3817         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3818                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3819
3820                 if (s && s->size) {
3821                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3822                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3823
3824                         BUG_ON(!name);
3825                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3826                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3827                 }
3828         }
3829 #endif
3830         printk(KERN_INFO
3831                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3832                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3833                 caches, cache_line_size(),
3834                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3835                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3836 }
3837
3838 void __init kmem_cache_init_late(void)
3839 {
3840 }
3841
3842 /*
3843  * Find a mergeable slab cache
3844  */
3845 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3846 {
3847         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3848                 return 1;
3849
3850         if (s->ctor)
3851                 return 1;
3852
3853         /*
3854          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3855          */
3856         if (s->refcount < 0)
3857                 return 1;
3858
3859         return 0;
3860 }
3861
3862 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3863                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3864                 void (*ctor)(void *))
3865 {
3866         struct kmem_cache *s;
3867
3868         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3869                 return NULL;
3870
3871         if (ctor)
3872                 return NULL;
3873
3874         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3875         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3876         size = ALIGN(size, align);
3877         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3878
3879         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3880                 if (slab_unmergeable(s))
3881                         continue;
3882
3883                 if (size > s->size)
3884                         continue;
3885
3886                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3887                                 continue;
3888                 /*
3889                  * Check if alignment is compatible.
3890                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3891                  */
3892                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3893                         continue;
3894
3895                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3896                         continue;
3897
3898                 return s;
3899         }
3900         return NULL;
3901 }
3902
3903 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3904                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3905 {
3906         struct kmem_cache *s;
3907         char *n;
3908
3909         if (WARN_ON(!name))
3910                 return NULL;
3911
3912         down_write(&slub_lock);
3913         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3914         if (s) {
3915                 s->refcount++;
3916                 /*
3917                  * Adjust the object sizes so that we clear
3918                  * the complete object on kzalloc.
3919                  */
3920                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3921                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3922
3923                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3924                         s->refcount--;
3925                         goto err;
3926                 }
3927                 up_write(&slub_lock);
3928                 return s;
3929         }
3930
3931         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3932         if (!n)
3933                 goto err;
3934
3935         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3936         if (s) {
3937                 if (kmem_cache_open(s, n,
3938                                 size, align, flags, ctor)) {
3939                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3940                         up_write(&slub_lock);
3941                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3942                                 down_write(&slub_lock);
3943                                 list_del(&s->list);
3944                                 kfree(n);
3945                                 kfree(s);
3946                                 goto err;
3947                         }
3948                         return s;
3949                 }
3950                 kfree(n);
3951                 kfree(s);
3952         }
3953 err:
3954         up_write(&slub_lock);
3955
3956         if (flags & SLAB_PANIC)
3957                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3958         else
3959                 s = NULL;
3960         return s;
3961 }
3962 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3963
3964 #ifdef CONFIG_SMP
3965 /*
3966  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3967  * necessary.
3968  */
3969 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3970                 unsigned long action, void *hcpu)
3971 {
3972         long cpu = (long)hcpu;
3973         struct kmem_cache *s;
3974         unsigned long flags;
3975
3976         switch (action) {
3977         case CPU_UP_CANCELED:
3978         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3979         case CPU_DEAD:
3980         case CPU_DEAD_FROZEN:
3981                 down_read(&slub_lock);
3982                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3983                         local_irq_save(flags);
3984                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3985                         local_irq_restore(flags);
3986                 }
3987                 up_read(&slub_lock);
3988                 break;
3989         default:
3990                 break;
3991         }
3992         return NOTIFY_OK;
3993 }
3994
3995 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3996         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3997 };
3998
3999 #endif
4000
4001 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4002 {
4003         struct kmem_cache *s;
4004         void *ret;
4005
4006         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4007                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4008
4009         s = get_slab(size, gfpflags);
4010
4011         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4012                 return s;
4013
4014         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4015
4016         /* Honor the call site pointer we received. */
4017         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4018
4019         return ret;
4020 }
4021
4022 #ifdef CONFIG_NUMA
4023 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4024                                         int node, unsigned long caller)
4025 {
4026         struct kmem_cache *s;
4027         void *ret;
4028
4029         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4030                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4031
4032                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4033                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4034                                    gfpflags, node);
4035
4036                 return ret;
4037         }
4038
4039         s = get_slab(size, gfpflags);
4040
4041         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4042                 return s;
4043
4044         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4045
4046         /* Honor the call site pointer we received. */
4047         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4048
4049         return ret;
4050 }
4051 #endif
4052
4053 #ifdef CONFIG_SYSFS
4054 static int count_inuse(struct page *page)
4055 {
4056         return page->inuse;
4057 }
4058
4059 static int count_total(struct page *page)
4060 {
4061         return page->objects;
4062 }
4063 #endif
4064
4065 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4066 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4067                                                 unsigned long *map)
4068 {
4069         void *p;
4070         void *addr = page_address(page);
4071
4072         if (!check_slab(s, page) ||
4073                         !on_freelist(s, page, NULL))
4074                 return 0;
4075
4076         /* Now we know that a valid freelist exists */
4077         bitmap_zero(map, page->objects);
4078
4079         get_map(s, page, map);
4080         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4081                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4082                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4083                                 return 0;
4084         }
4085
4086         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4087                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4088                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4089                                 return 0;
4090         return 1;
4091 }
4092
4093 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4094                                                 unsigned long *map)
4095 {
4096         slab_lock(page);
4097         validate_slab(s, page, map);
4098         slab_unlock(page);
4099 }
4100
4101 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4102                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4103 {
4104         unsigned long count = 0;
4105         struct page *page;
4106         unsigned long flags;
4107
4108         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4109
4110         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4111                 validate_slab_slab(s, page, map);
4112                 count++;
4113         }
4114         if (count != n->nr_partial)
4115                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4116                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4117
4118         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4119                 goto out;
4120
4121         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4122                 validate_slab_slab(s, page, map);
4123                 count++;
4124         }
4125         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4126                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4127                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4128                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4129
4130 out:
4131         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4132         return count;
4133 }
4134
4135 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4136 {
4137         int node;
4138         unsigned long count = 0;
4139         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4140                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4141
4142         if (!map)
4143                 return -ENOMEM;
4144
4145         flush_all(s);
4146         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4147                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4148
4149                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4150         }
4151         kfree(map);
4152         return count;
4153 }
4154 /*
4155  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4156  * and freed.
4157  */
4158
4159 struct location {
4160         unsigned long count;
4161         unsigned long addr;
4162         long long sum_time;
4163         long min_time;
4164         long max_time;
4165         long min_pid;
4166         long max_pid;
4167         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4168         nodemask_t nodes;
4169 };
4170
4171 struct loc_track {
4172         unsigned long max;
4173         unsigned long count;
4174         struct location *loc;
4175 };
4176
4177 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4178 {
4179         if (t->max)
4180                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4181                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4182 }
4183
4184 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4185 {
4186         struct location *l;
4187         int order;
4188
4189         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4190
4191         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4192         if (!l)
4193                 return 0;
4194
4195         if (t->count) {
4196                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4197                 free_loc_track(t);
4198         }
4199         t->max = max;
4200         t->loc = l;
4201         return 1;
4202 }
4203
4204 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4205                                 const struct track *track)
4206 {
4207         long start, end, pos;
4208         struct location *l;
4209         unsigned long caddr;
4210         unsigned long age = jiffies - track->when;
4211
4212         start = -1;
4213         end = t->count;
4214
4215         for ( ; ; ) {
4216                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4217
4218                 /*
4219                  * There is nothing at "end". If we end up there
4220                  * we need to add something to before end.
4221                  */
4222                 if (pos == end)
4223                         break;
4224
4225                 caddr = t->loc[pos].addr;
4226                 if (track->addr == caddr) {
4227
4228                         l = &t->loc[pos];
4229                         l->count++;
4230                         if (track->when) {
4231                                 l->sum_time += age;
4232                                 if (age < l->min_time)
4233                                         l->min_time = age;
4234                                 if (age > l->max_time)
4235                                         l->max_time = age;
4236
4237                                 if (track->pid < l->min_pid)
4238                                         l->min_pid = track->pid;
4239                                 if (track->pid > l->max_pid)
4240                                         l->max_pid = track->pid;
4241
4242                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4243                                                 to_cpumask(l->cpus));
4244                         }
4245                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4246                         return 1;
4247                 }
4248
4249                 if (track->addr < caddr)
4250                         end = pos;
4251                 else
4252                         start = pos;
4253         }
4254
4255         /*
4256          * Not found. Insert new tracking element.
4257          */
4258         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4259                 return 0;
4260
4261         l = t->loc + pos;
4262         if (pos < t->count)
4263                 memmove(l + 1, l,
4264                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4265         t->count++;
4266         l->count = 1;
4267         l->addr = track->addr;
4268         l->sum_time = age;
4269         l->min_time = age;
4270         l->max_time = age;
4271         l->min_pid = track->pid;
4272         l->max_pid = track->pid;
4273         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4274         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4275         nodes_clear(l->nodes);
4276         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4277         return 1;
4278 }
4279
4280 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4281                 struct page *page, enum track_item alloc,
4282                 unsigned long *map)
4283 {
4284         void *addr = page_address(page);
4285         void *p;
4286
4287         bitmap_zero(map, page->objects);
4288         get_map(s, page, map);
4289
4290         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4291                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4292                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4293 }
4294
4295 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4296                                         enum track_item alloc)
4297 {
4298         int len = 0;
4299         unsigned long i;
4300         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4301         int node;
4302         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4303                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4304
4305         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4306                                      GFP_TEMPORARY)) {
4307                 kfree(map);
4308                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4309         }
4310         /* Push back cpu slabs */
4311         flush_all(s);
4312
4313         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4314                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4315                 unsigned long flags;
4316                 struct page *page;
4317
4318                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4319                         continue;
4320
4321                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4322                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4323                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4324                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4325                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4326                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4327         }
4328
4329         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4330                 struct location *l = &t.loc[i];
4331
4332                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4333                         break;
4334                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4335
4336                 if (l->addr)
4337                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4338                 else
4339                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4340
4341                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4342                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4343                                 l->min_time,
4344                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4345                                 l->max_time);
4346                 } else
4347                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4348                                 l->min_time);
4349
4350                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4351                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4352                                 l->min_pid, l->max_pid);
4353                 else
4354                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4355                                 l->min_pid);
4356
4357                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4358                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4359                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4360                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4361                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4362                                                  to_cpumask(l->cpus));
4363                 }
4364
4365                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4366                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4367                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4368                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4369                                         l->nodes);
4370                 }
4371
4372                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4373         }
4374
4375         free_loc_track(&t);
4376         kfree(map);
4377         if (!t.count)
4378                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4379         return len;
4380 }
4381 #endif
4382
4383 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4384 static void resiliency_test(void)
4385 {
4386         u8 *p;
4387
4388         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4389
4390         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4391         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4392         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4393
4394         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4395         p[16] = 0x12;
4396         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4397                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4398
4399         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4400
4401         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4402         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4403         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4404         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4405                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4406         printk(KERN_ERR
4407                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4408
4409         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4410         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4411         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4412         *p = 0x56;
4413         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4414                                                                         p);
4415         printk(KERN_ERR
4416                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4417         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4418
4419         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4420         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4421         kfree(p);
4422         *p = 0x78;
4423         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4424         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4425
4426         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4427         kfree(p);
4428         p[50] = 0x9a;
4429         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4430                         p);
4431         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4432
4433         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4434         kfree(p);
4435         p[512] = 0xab;
4436         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4437         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4438 }
4439 #else
4440 #ifdef CONFIG_SYSFS
4441 static void resiliency_test(void) {};
4442 #endif
4443 #endif
4444
4445 #ifdef CONFIG_SYSFS
4446 enum slab_stat_type {
4447         SL_ALL,                 /* All slabs */
4448         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4449         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4450         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4451         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4452 };
4453
4454 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4455 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4456 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4457 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4458 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4459
4460 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4461                             char *buf, unsigned long flags)
4462 {
4463         unsigned long total = 0;
4464         int node;
4465         int x;
4466         unsigned long *nodes;
4467         unsigned long *per_cpu;
4468
4469         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4470         if (!nodes)
4471                 return -ENOMEM;
4472         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4473
4474         if (flags & SO_CPU) {
4475                 int cpu;
4476
4477                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4478                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4479                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4480                         struct page *page;
4481
4482                         if (node < 0)
4483                                 continue;
4484                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4485                         if (page) {
4486                                 if (flags & SO_TOTAL)
4487                                         x = page->objects;
4488                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4489                                         x = page->inuse;
4490                                 else
4491                                         x = 1;
4492
4493                                 total += x;
4494                                 nodes[node] += x;
4495                         }
4496                         page = c->partial;
4497
4498                         if (page) {
4499                                 x = page->pobjects;
4500                                 total += x;
4501                                 nodes[node] += x;
4502                         }
4503                         per_cpu[node]++;
4504                 }
4505         }
4506
4507         lock_memory_hotplug();
4508 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4509         if (flags & SO_ALL) {
4510                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4511                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4512
4513                 if (flags & SO_TOTAL)
4514                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4515                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4516                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4517                                 count_partial(n, count_free);
4518
4519                         else
4520                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4521                         total += x;
4522                         nodes[node] += x;
4523                 }
4524
4525         } else
4526 #endif
4527         if (flags & SO_PARTIAL) {
4528                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4529                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4530
4531                         if (flags & SO_TOTAL)
4532                                 x = count_partial(n, count_total);
4533                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4534                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4535                         else
4536                                 x = n->nr_partial;
4537                         total += x;
4538                         nodes[node] += x;
4539                 }
4540         }
4541         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4542 #ifdef CONFIG_NUMA
4543         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4544                 if (nodes[node])
4545                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4546                                         node, nodes[node]);
4547 #endif
4548         unlock_memory_hotplug();
4549         kfree(nodes);
4550         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4551 }
4552
4553 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4554 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4555 {
4556         int node;
4557
4558         for_each_online_node(node) {
4559                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4560
4561                 if (!n)
4562                         continue;
4563
4564                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4565                         return 1;
4566         }
4567         return 0;
4568 }
4569 #endif
4570
4571 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4572 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4573
4574 struct slab_attribute {
4575         struct attribute attr;
4576         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4577         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4578 };
4579
4580 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4581         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4582         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4583
4584 #define SLAB_ATTR(_name) \
4585         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4586         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4587
4588 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4589 {
4590         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4591 }
4592 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4593
4594 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4595 {
4596         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4597 }
4598 SLAB_ATTR_RO(align);
4599
4600 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4601 {
4602         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4603 }
4604 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4605
4606 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4607 {
4608         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4609 }
4610 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4611
4612 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4613                                 const char *buf, size_t length)
4614 {
4615         unsigned long order;
4616         int err;
4617
4618         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4619         if (err)
4620                 return err;
4621
4622         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4623                 return -EINVAL;
4624
4625         calculate_sizes(s, order);
4626         return length;
4627 }
4628
4629 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4632 }
4633 SLAB_ATTR(order);
4634
4635 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4636 {
4637         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4638 }
4639
4640 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4641                                  size_t length)
4642 {
4643         unsigned long min;
4644         int err;
4645
4646         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4647         if (err)
4648                 return err;
4649
4650         set_min_partial(s, min);
4651         return length;
4652 }
4653 SLAB_ATTR(min_partial);
4654
4655 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4656 {
4657         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4658 }
4659
4660 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4661                                  size_t length)
4662 {
4663         unsigned long objects;
4664         int err;
4665
4666         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4667         if (err)
4668                 return err;
4669         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4670                 return -EINVAL;
4671
4672         s->cpu_partial = objects;
4673         flush_all(s);
4674         return length;
4675 }
4676 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4677
4678 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4679 {
4680         if (!s->ctor)
4681                 return 0;
4682         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4683 }
4684 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4685
4686 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4687 {
4688         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4689 }
4690 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4691
4692 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4693 {
4694         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4695 }
4696 SLAB_ATTR_RO(partial);
4697
4698 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4699 {
4700         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4701 }
4702 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4703
4704 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4705 {
4706         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4707 }
4708 SLAB_ATTR_RO(objects);
4709
4710 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4711 {
4712         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4713 }
4714 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4715
4716 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         int objects = 0;
4719         int pages = 0;
4720         int cpu;
4721         int len;
4722
4723         for_each_online_cpu(cpu) {
4724                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4725
4726                 if (page) {
4727                         pages += page->pages;
4728                         objects += page->pobjects;
4729                 }
4730         }
4731
4732         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4733
4734 #ifdef CONFIG_SMP
4735         for_each_online_cpu(cpu) {
4736                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4737
4738                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4739                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4740                                 page->pobjects, page->pages);
4741         }
4742 #endif
4743         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4744 }
4745 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4746
4747 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4748 {
4749         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4750 }
4751
4752 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4753                                 const char *buf, size_t length)
4754 {
4755         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4756         if (buf[0] == '1')
4757                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4758         return length;
4759 }
4760 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4761
4762 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4763 {
4764         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4765 }
4766 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4767
4768 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4769 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4770 {
4771         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4772 }
4773 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4774 #endif
4775
4776 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4777 {
4778         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4779 }
4780 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4781
4782 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4783 {
4784         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4785 }
4786 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4787
4788 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4789 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4790 {
4791         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4792 }
4793 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4794
4795 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4796 {
4797         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4798 }
4799 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4800
4801 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4802 {
4803         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4804 }
4805
4806 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4807                                 const char *buf, size_t length)
4808 {
4809         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4810         if (buf[0] == '1') {
4811                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4812                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4813         }
4814         return length;
4815 }
4816 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4817
4818 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4819 {
4820         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4821 }
4822
4823 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4824                                                         size_t length)
4825 {
4826         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4827         if (buf[0] == '1') {
4828                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4829                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4830         }
4831         return length;
4832 }
4833 SLAB_ATTR(trace);
4834
4835 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4836 {
4837         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4838 }
4839
4840 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4841                                 const char *buf, size_t length)
4842 {
4843         if (any_slab_objects(s))
4844                 return -EBUSY;
4845
4846         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4847         if (buf[0] == '1') {
4848                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4849                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4850         }
4851         calculate_sizes(s, -1);
4852         return length;
4853 }
4854 SLAB_ATTR(red_zone);
4855
4856 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4857 {
4858         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4859 }
4860
4861 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4862                                 const char *buf, size_t length)
4863 {
4864         if (any_slab_objects(s))
4865                 return -EBUSY;
4866
4867         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4868         if (buf[0] == '1') {
4869                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4870                 s->flags |= SLAB_POISON;
4871         }
4872         calculate_sizes(s, -1);
4873         return length;
4874 }
4875 SLAB_ATTR(poison);
4876
4877 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4878 {
4879         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4880 }
4881
4882 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4883                                 const char *buf, size_t length)
4884 {
4885         if (any_slab_objects(s))
4886                 return -EBUSY;
4887
4888         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4889         if (buf[0] == '1') {
4890                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4891                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4892         }
4893         calculate_sizes(s, -1);
4894         return length;
4895 }
4896 SLAB_ATTR(store_user);
4897
4898 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4899 {
4900         return 0;
4901 }
4902
4903 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4904                         const char *buf, size_t length)
4905 {
4906         int ret = -EINVAL;
4907
4908         if (buf[0] == '1') {
4909                 ret = validate_slab_cache(s);
4910                 if (ret >= 0)
4911                         ret = length;
4912         }
4913         return ret;
4914 }
4915 SLAB_ATTR(validate);
4916
4917 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4918 {
4919         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4920                 return -ENOSYS;
4921         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4922 }
4923 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4924
4925 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4926 {
4927         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4928                 return -ENOSYS;
4929         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4930 }
4931 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4932 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4933
4934 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4935 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4936 {
4937         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4938 }
4939
4940 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4941                                                         size_t length)
4942 {
4943         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4944         if (buf[0] == '1')
4945                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4946         return length;
4947 }
4948 SLAB_ATTR(failslab);
4949 #endif
4950
4951 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4952 {
4953         return 0;
4954 }
4955
4956 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4957                         const char *buf, size_t length)
4958 {
4959         if (buf[0] == '1') {
4960                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4961
4962                 if (rc)
4963                         return rc;
4964         } else
4965                 return -EINVAL;
4966         return length;
4967 }
4968 SLAB_ATTR(shrink);
4969
4970 #ifdef CONFIG_NUMA
4971 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4972 {
4973         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4974 }
4975
4976 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4977                                 const char *buf, size_t length)
4978 {
4979         unsigned long ratio;
4980         int err;
4981
4982         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4983         if (err)
4984                 return err;
4985
4986         if (ratio <= 100)
4987                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4988
4989         return length;
4990 }
4991 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4992 #endif
4993
4994 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4995 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4996 {
4997         unsigned long sum  = 0;
4998         int cpu;
4999         int len;
5000         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5001
5002         if (!data)
5003                 return -ENOMEM;
5004
5005         for_each_online_cpu(cpu) {
5006                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5007
5008                 data[cpu] = x;
5009                 sum += x;
5010         }
5011
5012         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5013
5014 #ifdef CONFIG_SMP
5015         for_each_online_cpu(cpu) {
5016                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5017                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5018         }
5019 #endif
5020         kfree(data);
5021         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5022 }
5023
5024 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5025 {
5026         int cpu;
5027
5028         for_each_online_cpu(cpu)
5029                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5030 }
5031
5032 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5033 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5034 {                                                               \
5035         return show_stat(s, buf, si);                           \
5036 }                                                               \
5037 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5038                                 const char *buf, size_t length) \
5039 {                                                               \
5040         if (buf[0] != '0')                                      \
5041                 return -EINVAL;                                 \
5042         clear_stat(s, si);                                      \
5043         return length;                                          \
5044 }                                                               \
5045 SLAB_ATTR(text);                                                \
5046
5047 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5048 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5049 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5050 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5051 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5052 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5053 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5054 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5055 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5056 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5057 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5058 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5059 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5060 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5061 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5062 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5063 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5064 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5065 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5066 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5067 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5068 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5069 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5070 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5071 #endif
5072
5073 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5074         &slab_size_attr.attr,
5075         &object_size_attr.attr,
5076         &objs_per_slab_attr.attr,
5077         &order_attr.attr,
5078         &min_partial_attr.attr,
5079         &cpu_partial_attr.attr,
5080         &objects_attr.attr,
5081         &objects_partial_attr.attr,
5082         &partial_attr.attr,
5083         &cpu_slabs_attr.attr,
5084         &ctor_attr.attr,
5085         &aliases_attr.attr,
5086         &align_attr.attr,
5087         &hwcache_align_attr.attr,
5088         &reclaim_account_attr.attr,
5089         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5090         &shrink_attr.attr,
5091         &reserved_attr.attr,
5092         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5093 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5094         &total_objects_attr.attr,
5095         &slabs_attr.attr,
5096         &sanity_checks_attr.attr,
5097         &trace_attr.attr,
5098         &red_zone_attr.attr,
5099         &poison_attr.attr,
5100         &store_user_attr.attr,
5101         &validate_attr.attr,
5102         &alloc_calls_attr.attr,
5103         &free_calls_attr.attr,
5104 #endif
5105 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5106         &cache_dma_attr.attr,
5107 #endif
5108 #ifdef CONFIG_NUMA
5109         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5110 #endif
5111 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5112         &alloc_fastpath_attr.attr,
5113         &alloc_slowpath_attr.attr,
5114         &free_fastpath_attr.attr,
5115         &free_slowpath_attr.attr,
5116         &free_frozen_attr.attr,
5117         &free_add_partial_attr.attr,
5118         &free_remove_partial_attr.attr,
5119         &alloc_from_partial_attr.attr,
5120         &alloc_slab_attr.attr,
5121         &alloc_refill_attr.attr,
5122         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5123         &free_slab_attr.attr,
5124         &cpuslab_flush_attr.attr,
5125         &deactivate_full_attr.attr,
5126         &deactivate_empty_attr.attr,
5127         &deactivate_to_head_attr.attr,
5128         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5129         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5130         &deactivate_bypass_attr.attr,
5131         &order_fallback_attr.attr,
5132         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5133         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5134         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5135         &cpu_partial_free_attr.attr,
5136 #endif
5137 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5138         &failslab_attr.attr,
5139 #endif
5140
5141         NULL
5142 };
5143
5144 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5145         .attrs = slab_attrs,
5146 };
5147
5148 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5149                                 struct attribute *attr,
5150                                 char *buf)
5151 {
5152         struct slab_attribute *attribute;
5153         struct kmem_cache *s;
5154         int err;
5155
5156         attribute = to_slab_attr(attr);
5157         s = to_slab(kobj);
5158
5159         if (!attribute->show)
5160                 return -EIO;
5161
5162         err = attribute->show(s, buf);
5163
5164         return err;
5165 }
5166
5167 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5168                                 struct attribute *attr,
5169                                 const char *buf, size_t len)
5170 {
5171         struct slab_attribute *attribute;
5172         struct kmem_cache *s;
5173         int err;
5174
5175         attribute = to_slab_attr(attr);
5176         s = to_slab(kobj);
5177
5178         if (!attribute->store)
5179                 return -EIO;
5180
5181         err = attribute->store(s, buf, len);
5182
5183         return err;
5184 }
5185
5186 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5187 {
5188         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5189
5190         kfree(s->name);
5191         kfree(s);
5192 }
5193
5194 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5195         .show = slab_attr_show,
5196         .store = slab_attr_store,
5197 };
5198
5199 static struct kobj_type slab_ktype = {
5200         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5201         .release = kmem_cache_release
5202 };
5203
5204 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5205 {
5206         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5207
5208         if (ktype == &slab_ktype)
5209                 return 1;
5210         return 0;
5211 }
5212
5213 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5214         .filter = uevent_filter,
5215 };
5216
5217 static struct kset *slab_kset;
5218
5219 #define ID_STR_LENGTH 64
5220
5221 /* Create a unique string id for a slab cache:
5222  *
5223  * Format       :[flags-]size
5224  */
5225 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5226 {
5227         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5228         char *p = name;
5229
5230         BUG_ON(!name);
5231
5232         *p++ = ':';
5233         /*
5234          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5235          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5236          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5237          * are matched during merging to guarantee that the id is
5238          * unique.
5239          */
5240         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5241                 *p++ = 'd';
5242         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5243                 *p++ = 'a';
5244         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5245                 *p++ = 'F';
5246         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5247                 *p++ = 't';
5248         if (p != name + 1)
5249                 *p++ = '-';
5250         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5251         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5252         return name;
5253 }
5254
5255 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5256 {
5257         int err;
5258         const char *name;
5259         int unmergeable;
5260
5261         if (slab_state < SYSFS)
5262                 /* Defer until later */
5263                 return 0;
5264
5265         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5266         if (unmergeable) {
5267                 /*
5268                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5269                  * This is typically the case for debug situations. In that
5270                  * case we can catch duplicate names easily.
5271                  */
5272                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5273                 name = s->name;
5274         } else {
5275                 /*
5276                  * Create a unique name for the slab as a target
5277                  * for the symlinks.
5278                  */
5279                 name = create_unique_id(s);
5280         }
5281
5282         s->kobj.kset = slab_kset;
5283         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5284         if (err) {
5285                 kobject_put(&s->kobj);
5286                 return err;
5287         }
5288
5289         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5290         if (err) {
5291                 kobject_del(&s->kobj);
5292                 kobject_put(&s->kobj);
5293                 return err;
5294         }
5295         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5296         if (!unmergeable) {
5297                 /* Setup first alias */
5298                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5299                 kfree(name);
5300         }
5301         return 0;
5302 }
5303
5304 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5305 {
5306         if (slab_state < SYSFS)
5307                 /*
5308                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5309                  * cache from sysfs.
5310                  */
5311                 return;
5312
5313         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5314         kobject_del(&s->kobj);
5315         kobject_put(&s->kobj);
5316 }
5317
5318 /*
5319  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5320  * available lest we lose that information.
5321  */
5322 struct saved_alias {
5323         struct kmem_cache *s;
5324         const char *name;
5325         struct saved_alias *next;
5326 };
5327
5328 static struct saved_alias *alias_list;
5329
5330 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5331 {
5332         struct saved_alias *al;
5333
5334         if (slab_state == SYSFS) {
5335                 /*
5336                  * If we have a leftover link then remove it.
5337                  */
5338                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5339                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5340         }
5341
5342         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5343         if (!al)
5344                 return -ENOMEM;
5345
5346         al->s = s;
5347         al->name = name;
5348         al->next = alias_list;
5349         alias_list = al;
5350         return 0;
5351 }
5352
5353 static int __init slab_sysfs_init(void)
5354 {
5355         struct kmem_cache *s;
5356         int err;
5357
5358         down_write(&slub_lock);
5359
5360         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5361         if (!slab_kset) {
5362                 up_write(&slub_lock);
5363                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5364                 return -ENOSYS;
5365         }
5366
5367         slab_state = SYSFS;
5368
5369         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5370                 err = sysfs_slab_add(s);
5371                 if (err)
5372                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5373                                                 " to sysfs\n", s->name);
5374         }
5375
5376         while (alias_list) {
5377                 struct saved_alias *al = alias_list;
5378
5379                 alias_list = alias_list->next;
5380                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5381                 if (err)
5382                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5383                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5384                 kfree(al);
5385         }
5386
5387         up_write(&slub_lock);
5388         resiliency_test();
5389         return 0;
5390 }
5391
5392 __initcall(slab_sysfs_init);
5393 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5394
5395 /*
5396  * The /proc/slabinfo ABI
5397  */
5398 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5399 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5400 {
5401         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5402         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5403                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5404         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5405         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5406         seq_putc(m, '\n');
5407 }
5408
5409 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5410 {
5411         loff_t n = *pos;
5412
5413         down_read(&slub_lock);
5414         if (!n)
5415                 print_slabinfo_header(m);
5416
5417         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5418 }
5419
5420 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5421 {
5422         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5423 }
5424
5425 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5426 {
5427         up_read(&slub_lock);
5428 }
5429
5430 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5431 {
5432         unsigned long nr_partials = 0;
5433         unsigned long nr_slabs = 0;
5434         unsigned long nr_inuse = 0;
5435         unsigned long nr_objs = 0;
5436         unsigned long nr_free = 0;
5437         struct kmem_cache *s;
5438         int node;
5439
5440         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5441
5442         for_each_online_node(node) {
5443                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5444
5445                 if (!n)
5446                         continue;
5447
5448                 nr_partials += n->nr_partial;
5449                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5450                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5451                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5452         }
5453
5454         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5455
5456         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5457                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5458                    (1 << oo_order(s->oo)));
5459         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5460         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5461                    0UL);
5462         seq_putc(m, '\n');
5463         return 0;
5464 }
5465
5466 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5467         .start = s_start,
5468         .next = s_next,
5469         .stop = s_stop,
5470         .show = s_show,
5471 };
5472
5473 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5474 {
5475         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5476 }
5477
5478 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5479         .open           = slabinfo_open,
5480         .read           = seq_read,
5481         .llseek         = seq_lseek,
5482         .release        = seq_release,
5483 };
5484
5485 static int __init slab_proc_init(void)
5486 {
5487         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5488         return 0;
5489 }
5490 module_init(slab_proc_init);
5491 #endif /* CONFIG_SLABINFO */