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